UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA

ESTUDIO PRELIMINAR DE RESIDUOS METÁLICOS EXTRAÍDOS EN

OLLAS Y SARTENES DE ALUMINIO. DETERMINADOS POR LOS

MÉTODOS DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X POR REFLEXIÓN TOTAL Y

ABSORCIÓN ATÓMICA

TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO POR:

WILFREDO ROBERTO BELTETÓN MARTÍNEZ

MERCEDES EVELYN OLIVA PEREZ

JAQUELIN GUADALUPE S

I

BRIAN CARBALLO

PARA OPTAR AL GRADO DE

LICENCIATURA

EN QUÍMICA Y FARMACIA

DICIEMBRE DE 2007

SAN SALVADOR, EL SALVADOR, CENTRO AMERICA

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

Rector

MSc. Rufino Quezada Sánchez

Secretario General

Lic. Douglas Vladimir Alfaro Chávez

FACULTAD DE QUÍMICA Y FARMACIA

Decano

Lic. Salvador Castillo Arévalo

Secretaria

Licda. Morena Lizette Martínez de Díaz

COMITÉ DE TRABAJOS DE GRADUACIÓN

Coordinadora General

Licda. Maria Concepción Odette Rauda Acevedo

Asesora de Área de Gestión Ambiental: Calidad Ambiental

Licda. Cecilia Haydeé Gallardo de Velásquez

Asesora de Área de Control de Calidad de Productos Farmacéuticos,

Cosméticos y Veterinarios

MSc. Rocío Ruano de Sandoval

Docentes Directores

Licda. Rhina Antonieta Toledo

Licda. Maria Luisa Ortiz de López

Ing. Luis Ramón Portillo

AGRADECIMIENTOS

A Dios Todopoderoso por permitirnos cumplir una de las metas más

importantes de nuestra vida.

A nuestros docentes directores: Lic. Rhina Antonieta Toledo, Ing. Ramón

Portillo y Lic. Maria Luisa de López, por brindarnos su apoyo, confianza y

orientación a lo largo de todo este trabajo de graduación.

Al comité de graduación por su paciencia y consejos en la realización de esta

investigación:

Licda. Maria Concepción Odette Rauda.

MSc. Rocío Ruano de Sandoval

Licda. Cecilia Gallardo de Velásquez.

Al nuestro asesor técnico: Lic. Julio Payes, por toda la ayuda brindada para el

desarrollo de nuestra investigación

Al personal del Laboratorio de Control de Calidad del Ministerio de Salud

Pública y Asistencia Social, la Directora: Licda. Evelyn Dinora Arteaga de

Molina y el Licenciado Reynaldo Alvarenga, por su colaboración para

desarrollar los análisis.

Bendiciones para todos

DEDICATORIA

A Dios todo poderoso y a la Virgen Santísima por prestarme salud y energías

para culminar esta ardua tarea.

A mis padres, Graciela Martínez de Beltetón, Wilfredo Ernesto Beltetón y a mi

abuelita Graciela Allen de Martínez, gracias por su apoyo y sacrificio que me

han llevado a donde estoy ahora y por su gran amor que me ha hecho la

persona que soy. Mi triunfo es el de ustedes, ¡los amo!

A mi abuelo que fue mi primer maestro. A mi hermano que su espíritu, su

bondad y su sentido del humor y su música sigan tocando mi vida.

A mi novia Sara (la goida) por su apoyo, su compañía y su tierno amor que ha

llenado de alegría a mi corazón y a mi vida.

A mis compañeras de tesis, Jaquelin y la menche, por su espíritu de

investigación, la confianza, amistad y esfuerzo para la culminación de nuestro

trabajo de investigación.

A todos los docentes y asesores que me dieron parte de su vida y de sus

conocimientos, para poder dar vida a mis ilusiones de niño, que hoy se hacen

realidad.

A mis parientes y amigos que siempre me han acompañado en las buenas, en

las buenísimas y en las malas, que Dios los bendiga.

“Al Mago, quien después de haberme dicho que los dragones no existían me

condujo a su cueva” Me dijo que no existían, para que cuando entrara a la

cueva, creyera lo imposible… Wilfredo Roberto Beltetón

DEDICATORIA

A Dios Todo Poderoso y la Virgen Santísima por darme toda la sabiduría y

fortaleza para desarrollar mi carrera y culminarla.

A mis padres, Guadalupe Carballo de Sibrián y José Alfredo Sibrián Rivera (De

quien su espíritu y consejos siguen conmigo), por su sacrificio tan grande y por

enseñarme a ser perseverante e inspirarme a lograr mis metas.

A mi hermana Rocío y su esposo Helman, quienes me han apoyado

incondicionalmente durante los últimos años de mi carrera y por haberme

estimulado continuamente para alcanzar esta meta.

A mis hermanos: Patricia y Alfredo, por apoyarme en todo momento y

principalmente por tener la confianza en mí en el desempeño de todas mis

metas.

A mi Tío Nelson y su familia por sus palabras de apoyo y confianza.

A mis abuelitos Adela y Sebastián, por su confianza y inspiración.

A mi novio Atilio José, por apoyarme e impulsarme constantemente para lograr

esta meta.

A todos mis amigos y familiares que de una forma u otra me impulsaron a

cumplir esta meta. Gracias.

Jaquelin Sibrián

DEDICATORIA

Dedico mi triunfo a Dios todo poderoso quien fue ayuda idónea en todo

momento para culminar mi carrera.

A mi madre Nicolasa, la más grande mujer que me dio su inmenso amor, apoyo

incondicional, comprensión y confianza en cada decisión a tomar y por

enseñarme que debemos tener la fortaleza de continuar hacia adelante no

importando las circunstancias que la vida nos presenta

A mi hermano Edwin que estando lejos apoyo siempre mis decisiones y me

impulso a triunfar.

A mis abuelitos Alberta y Pedro quienes fueron y son mi inspiración para

alcanzar todas mis metas y enorgullecer a mi familia.

A mi tío Alejandro por su aporte intelectual, moral y económico; a mis tías

Antonia, Margarita y Tomasita por todas sus oraciones, concejos y por cuidarme

a cada momento. Yo se que sus oraciones fueron escuchadas.

A mis tíos Jesús, Eladio y Vicente que aun estando lejos me apoyaron siempre

dando frases de aliento y perseverancia.

A todas las personas que conocí en el transcurso de mis estudios a quienes

ahora puedo llamar amigos y que compartí los mejores momentos de alegría.

A todos les dedico mi triunfo desde lo más profundo de mi corazón.

Mercedes Evelyn Oliva Pérez

ÍNDICE

Pág.

RESUMEN

CAPÍTULO

I. INTRODUCCIÓN. xix

II. OBJETIVOS. 21

2.1 Objetivo General. 22

2.2 Objetivos Específicos. 22

III. MARCO TEÓRICO 23

3.1 Generalidades 24

3.2 Toxicología Relacionada con Aluminio 25

3.2.1 Toxicocinética del Aluminio 27

3.2.2 Mecanismo de Acción Fisiológico del Aluminio 27

3.2.3 Niveles de Toxicidad del Aluminio 28

3.2.4 Síntomas de Contaminación por Aluminio 28

3.3.2 Mecanismo de Acción Fisiológico del Plomo 30

3.3.3 Efectos en el organismo 31

3.3.4 Niveles de Toxicidad del Plomo 31

3.4 Método de Rayos X por Reflexión Total 32

3.5 Método de Digestión por Microondas 36

3.6 Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica 37

IV. DISEÑO METODOLOGICO 40

4.1 Tipo de Estudio 41

4.2 Investigación Bibliográfica 41

4.3 Investigación de Campo 41

4.3.1 Universo 41

4.3.2 Muestra 42

4.3.3 Definiciones 45

ÍNDICE

Pág.

RESUMEN

CAPÍTULO

I. INTRODUCCIÓN. xix

II. OBJETIVOS. 21

2.1 Objetivo General. 22

2.2 Objetivos Específicos. 22

III. MARCO TEÓRICO 23

3.1 Generalidades 24

3.2 Toxicología Relacionada con Aluminio 25

3.2.1 Toxicocinética del Aluminio 27

3.3 Toxicología Relacionada con Plomo 29

3.3.1 Toxicocinética del Plomo 29

4.4.1.2 Técnica para la obtención de extractos

oleosos de las sartenes

47

4.4.2 Identificación de los extractos 51

4.4.3 Pruebas Cualitativas para la identificación de

aluminio y plomo en extractos acuosos y

digestados

52

4.4.4 Análisis Cuantitativo de Aluminio y Plomo mediante

el Método de Fluorescencia de Rayos X por

Reflexión Total

55

4.4.5 Metodologías Modificadas para la obtención de

extractos sólidos

537

4.4.6 Análisis Cuantitativo de Aluminio por el Método

Alterno de Espectrofotometría de Absorción

Atómica

65

3.3.2 Mecanismo de Acción Fisiológico del Plomo 30

3.3.3 Efectos en el organismo 31

3.3.4 Niveles de Toxicidad del Plomo 31

3.4 Método de Rayos X por Reflexión Total 32

3.5 Método de Digestión por Microondas 36

3.6 Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica 37

IV. DISEÑO METODOLOGICO 40

4.1 Tipo de Estudio 41

4.2 Investigación Bibliográfica 41

4.3 Investigación de Campo 41

4.3.1 Universo 41

4.3.2 Muestra 42

4.4 Investigación Experimental 46

4.4.1 Obtención de Extractos 46

4.4.1.1 Técnica para la obtención de extractos

acuosos de las ollas

46

ÍNDICE

Pág.

RESUMEN

CAPÍTULO

I. INTRODUCCIÓN. xix

II. OBJETIVOS. 21

2.1 Objetivo General. 22

2.2 Objetivos Específicos. 22

III. MARCO TEÓRICO 23

3.1 Generalidades 24

3.2 Toxicología Relacionada con Aluminio 25

3.2.1 Toxicocinética del Aluminio 27

3.3 Toxicología Relacionada con Plomo 29

3.3.1 Toxicocinética del Plomo 29

5.1.4 Variación en metodología de extracción 80

5.2 Resultados de Sartenes de Aluminio 88

5.2.1 Obtención de Extractos Oleosos y Digestados 88

5.2.2 Identificación de aluminio y plomo 89

5.2.3 Análisis por el Método de Fluorescencia de Rayos X

por Reflexión Total de extractos digestados

92

5.3 Resultados de de Análisis de Espectrofotometría de

Absorción Atómica

97

VI. CONCLUSIONES 105

VII. RECOMENDACIONES 108

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

4.4.1.2 Técnica para la obtención de extractos

oleosos de las sartenes

47

4.4.2 Identificación de los extractos 51

4.4.3 Pruebas Cualitativas para la identificación de

aluminio y plomo en extractos acuosos y

digestados

52

4.4.4 Análisis Cuantitativo de Aluminio y Plomo mediante

el Método de Fluorescencia de Rayos X por

Reflexión Total

55

V. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 67

5.1 Resultados de Ollas de Aluminio 68

5.1.1 Obtención de Extractos Sólidos 68

5.1.2 Identificación de aluminio y plomo en extractos

sólidos

72

5.1.3 Análisis por el Método de Fluorescencia de Rayos X

por Reflexión Total de extractos sólidos

74

3.3.2 Mecanismo de Acción Fisiológico del Plomo 30

3.3.3 Efectos en el organismo 31

3.3.4 Niveles de Toxicidad del Plomo 31

3.4 Método de Rayos X por Reflexión Total 32

3.5 Método de Digestión por Microondas 36

3.6 Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica 37

IV. DISEÑO METODOLOGICO 40

4.1 Tipo de Estudio 41

4.2 Investigación Bibliográfica 41

4.3 Investigación de Campo 41

4.3.1 Universo 41

4.3.2 Muestra 42

4.4 Investigación Experimental 46

4.4.1 Obtención de Extractos 46

4.4.1.1 Técnica para la obtención de extractos

acuosos de las ollas

46

ÍNDICE

Pág.

RESUMEN

CAPÍTULO

I. INTRODUCCIÓN. xix

II. OBJETIVOS. 21

2.1 Objetivo General. 22

2.2 Objetivos Específicos. 22

III. MARCO TEÓRICO 23

3.1 Generalidades 24

3.2 Toxicología Relacionada con Aluminio 25

3.2.1 Toxicocinética del Aluminio 27

3.3 Toxicología Relacionada con Plomo 29

3.3.1 Toxicocinética del Plomo 29

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO No. Página

1. Especificaciones de Muestras de ollas y sartenes 42

2. Resumen de muestras utilizadas y criterios para la selección

de los tiempos de cocción

68

3. Resumen explicativo de la obtención de extractos acuosos y

sólidos de las muestras de ollas de aluminio,

69

4. Listado de códigos y pesos de los Extractos Sólidos

obtenidos de ollas de aluminio.

69

5. Resultados de las pruebas de Identificación de Aluminio y

Plomo en los Extractos Sólidos de Ollas de Aluminio

72

6. Resultados de análisis de extractos sólidos de ollas de

aluminio por el Método de Fluorescencia de Rayos X por

Reflexión Total

74

7. Extractos sólidos resultantes por variación en la metodología

de extracción.

80

8. Resumen de muestras utilizadas y criterios para la selección

de los tiempos de cocción

88

9. Resumen explicativo de la obtención de extractos oleosos y

digestados de las muestras de sartenes de aluminio,

89

10. Resultados de las pruebas de Identificación de Aluminio y

Plomo en los Extractos digestados de sartenes de Aluminio

90

11. Resultados de análisis de extractos digestados de sartenes

de aluminio por el Método de Fluorescencia de Rayos X por

Reflexión Total

92

12. Tabulación de Resultados de Análisis de Extractos Sólidos

por Espectrofotometría de Absorción Atómica

98

13. Resultados concentraciones obtenidas por análisis de

Espectrofotometría de Absorción Atómica

99

14. Resultados de las concentraciones por litro de agua

obtenidas por Espectrofotometría de Absorción Atómica por

litro de agua

99

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA No. Página

1. Ilustración del efecto de excitación del átomo por fuente de

radiación

33

2. Ilustración de las transiciones posibles en la excitación de

los átomos

34

3. Esquema explicativo de los parámetros que se visualizan

en el espectro resultante de la lectura de los extractos de

ollas y sartenes por el Método de Fluorescencia de Rayos

X por Reflexión Total.

35

4. Esquema de procesos que ocurren durante la atomización 39

5. Espectro de extracto sólido código ALS-N30E1 75

6. Espectro de extracto sólido código ALS-N60E1 76

7. Espectro de extracto sólido código ALS-N120E1 77

8. Espectro de extracto sólido código ALC-N120E2 78

9. Espectro de estándar de aluminio 1000 ppm 79

10. Espectro de extracto sólido código ALS-N120E3 81

11. Espectro de extracto sólido código ALS-U120E3 82

12. Espectro de extracto sólido código ALC-N120E3 83

13. Espectro de extracto sólido código ALS-U60E3 84

14. Espectro de extracto sólido código ALC-U60E3 85

15. Espectro de extracto sólido código ALC-N60E3 86

16. Espectro de extracto digestado código ALS-U15E1 94

17. Espectro de extracto digestado código ALS-N15E1 95

18. Espectro de extracto digestado código ALC-U15E1 96

INDICE DE ANEXOS

ANEXO No.

1. Tabla de Energías de Emisión de Rayos X (Kev)

2. Material y equipo utilizado en obtención de extractos.

3. Figura No 19: Equipo de Digestión por Microondas y sus componentes

4. Parámetros propuestos por el fabricante para la Digestión por

Microonda de Extractos oleosos

5. Parámetros finales del equipo aplicados para la Digestión por

Microonda de Extractos oleosos

6. Certificado de Análisis de solución estándar de Aluminio 1000 mg/mL

7. Certificado de Análisis de Agua de Estuario para Metales en trazas

8. Material y equipo utilizado en la determinación de Aluminio por el

Método de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total

9. Figura No 24: Ilustración del Espectrofotómetro de Rayos X

10. Material y equipo utilizado en la determinación de Aluminio por el

Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica

11. Preparación de curva de calibración de Aluminio para el análisis por el

Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica

12. Figura No 26: Espectrofotómetro de Absorción Atómica

13. Resultados del análisis de extractos sólidos por Espectrofotometría de

Absorción Atómica

14. Criterios de Calidad del agua potable según OMS

15. Preparación de Reactivos

16. Requisitos de Calidad Físico-Químicos del agua potable según Norma

Salvadoreña Obligatoria NSO 13.07.01.04

ABREVIATURAS % : Porcentaje µL : Microlitros Al : Aluminio ALCAM : Aluminios de Centro América ALINTER : Aluminios Internacionales ALSASA : Aluminios de El Salvador Am : Americio Cd : Cadmio Cu : Cobre dL : Decilitros Fe : Hierro g : gramos HCl : Acido Clorhídrico Hg : Mercurio HNO3[ ] : Ácido Nítrico Concentrado HPLC : Cromatografía Líquida de Alta Resolución Kg : Kilogramo L : Litro mg : miligramo mL : mililitro nm : nanómetro NSO : Norma Salvadoreña Obligatoria ºC : Grados Centígrados OMS : Organización Mundial de la Salud p/v : peso sobre volumen Pb : plomo pH : Potencial de Hidrógeno ppm : Parte por millón Se : Selenio TXRF : Técnica de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total v/v : Volúmen sobre volumen Zn : Cinc

RESUMEN

Diariamente se utilizan ollas y sartenes de Aluminio para cocinar, sin saber que

cantidad de residuos desprenden hacia los alimentos. Las marcas más

comercializadas en El Salvador son: Aluminios de El Salvador (ALSASA) y

Aluminios Centroamericanos (ALCAM).

En este trabajo se realizó un estudio preliminar de residuos metálicos extraídos

de ollas y sartenes de aluminio. Las extracciones fueron realizadas simulando

condiciones a las cuales las amas de casa cocinan, empleando como muestras

los utensilios nuevos y usados, para las ollas se utilizo agua como medio de

extracción a tres tiempos de cocción: 30, 60 y 120 minutos. Para las sartenes

aceite vegetal como medio de extracción y los tiempos: 5, 10 y 15 minutos.

Los extractos se sometieron a tratamientos previos a su análisis: para acuosos

se utilizo el método de Evaporación obteniendo extractos sólidos y para los

oleosos el método de Digestión por microondas obteniendo extractos

digestados.

Los extractos sólidos y digestados resultaron positivos para las pruebas de

identificación de Aluminio y negativo para plomo, después de realizadas las

pruebas químicas correspondientes, posteriormente fueron analizados por el

método de Fluorescencia de Rayos x por Reflexión Total, cuyos resultados

obtenidos fueron la presencia de elementos como cloro y calcio en altas

concentraciones, característicos del agua potable, haciendo imposible visualizar

crestas de aluminio.

Se varió la metodología de obtención de los extractos buscando minimizar

interferencias en los análisis, dichos cambios no presentan un resultado

cuantificable, por esta razón los extractos de ollas se sometieron a

Espectrofotometría de Absorción atómica, obteniendo que las ollas ALCAM

usadas a 120 minutos contienen 0.516 mg/L de aluminio y las ollas ALCAM

nuevas a 30 minutos contiene 5.056 mg/L de Aluminio por lo que se concluye

que las ollas ALCAM tanto nuevas como usadas a cortos y largos tiempos de

cocción exceden el nivel permitido de 0.2 mg/L en agua potable por las

normativas de la OMS, lo cual puede producir una toxicidad leve y de carácter

acumulativo en el organismo.

Por lo que se recomienda a la población en general, no utilizar recipientes de

aluminio para cocinar, debido al desprendimiento de aluminio, ya que los

niveles de toxicidad representan un factor de alto riesgo para la salud.

I. INTRODUCCIÓN

Para cocinar sanamente, no sólo se necesita que los alimentos sean de un alto

nivel nutritivo, estén bien lavados, y exentos de aditivos. También debemos

centrar nuestra atención, en los utensilios que usamos para cocinar.

Durante los últimos años, los científicos han investigado los daños provocados

al organismo por bacterias, aditivos alimentarios, y los pesticidas, pero se han

ocupado muy poco de indagar sobre la posible contaminación que los utensilios

de cocina puedan estar trasladando a los alimentos, siendo entre otros las ollas

y sartenes los que se encuentran en contacto directo con ellos.

Las ollas y sartenes de aluminio son los utensilios más usados para cocinar,

debido a su bajo costo y gran difusión en el mercado nacional, por tal razón se

han seleccionado dos marcas: ALSASA Y ALCAM, para realizar el estudio; en

el cual se evaluaran únicamente dos variables: el tiempo de cocción y el tiempo

de uso de las ollas y sartenes.

Los principales medios usados para cocinar son el agua y el aceite, los cuales

pueden afectar directamente al material de los utensilios al ser sometidos a

calentamiento. El agua es un buen solvente para las sales metálicas por lo que

facilita el desprendimiento del aluminio de las ollas; el aceite al alcanzar altas

temperaturas afecta la superficie de las sartenes.

Las determinaciones se realizaron utilizando agua potable para las ollas y para

las sartenes, aceite vegetal.

xix

xx

El estudio implica identificar y cuantificar los residuos metálicos que

desprenden las ollas y sartenes de aluminio, de dos marcas ampliamente

comercializadas en El Salvador, con el fin de comparar cual de las dos ceden

mayor cantidad de residuos que puedan causar daños al ser humano,

considerando que el grado de toxicidad puede variar desde el primer día de

uso, así como muchos años después, por esta razón se ha considerado realizar

las pruebas variando los tiempos de uso de los utensilios.

Los métodos a utilizar para la identificación de aluminio y plomo son mediante

pruebas de precipitación y por Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total, el

cual también proporciona la concentración a la cual se encuentran los

elementos en la muestra.

Además se presentan los resultados de las concentraciones encontradas de

aluminio para las muestras de ollas de las dos marcas en estudio, obtenidas

mediante el análisis de Espectrofotometría de Absorción Atómica y su

comparación con los límites permisibles por la OMS.

II. OBJETIVOS

2.0 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar un estudio preliminar de residuos metálicos extraídos en ollas y

sartenes de aluminio. Determinados por los métodos de Fluorescencia de

Rayos X por Reflexión Total y Absorción Atómica.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

2.2.1 Obtener los extractos de las muestras definidas para la

investigación y darles un tratamiento por los métodos de

Evaporación, para ollas y Digestión por Microondas, para sartenes,

respectivamente.

2.2.2 Identificar la presencia de los elementos tóxicos: Aluminio y Plomo

en los extractos, a través de pruebas preliminares de precipitación.

2.2.3 Analizar por medio de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión

Total, los metales: Aluminio y Plomo de los extractos de agua y

aceite, obtenidos de las ollas y sartenes de aluminio,

respectivamente.

2.2.4 Aplicar el Método de Absorción Atómica para cuantificar aluminio en

extractos obtenidos de ollas de aluminio.

2.2.5 Comparar resultados de concentraciones de metales obtenidos de

las muestras con respecto a las concentraciones toxicas para el ser

humano, reportados en bibliografía.

III. MARCO TEÓRICO

3.0 MARCO TEORICO

3.1 GENERALIDADES

Los metales tóxicos, son aquellos que al sobrepasar los niveles que requiere

nuestro organismo, nos intoxican ya sea por vía respiratoria, digestiva o por la

piel, sin que un mecanismo biológico nos ayude a eliminarlos, por lo que llegan

a ser acumulativos, debido a las características propias de los metales.

Podemos analizar la intoxicación en función de varios parámetros:

- Grado de aceptación: es el grado de alteración que se produce en el

individuo por causa del tóxico y puede ser leve, moderado o severo.

- Grado de evolución con el tiempo:

- Intoxicación aguda: es aquella que se produce por corto periodo de

exposición al agente tóxico. Se produce una manifestación rápida de las

alteraciones del organismo, precedida de una absorción rápida del

tóxico.

- Intoxicación sub-aguda: el efecto no es tan rápido ni tan importante.

- Intoxicación crónica: se produce por la exposición reiterada del individuo

al tóxico. La exposición produce su efecto a largo plazo y en ocasiones

es difícil de solucionar o incluso incurable. Otras veces, los efectos

aparecen en el individuo antes de lo debido por la existencia de otros

problemas en el organismo. (10)

24

3.2 TOXICOLOGÍA RELACIONADA CON ALUMINIO (11)

Los utensilios de Aluminio son muy eficaces porque su conductividad térmica

reduce los tiempos de cocción. Aunque otros materiales han querido

reemplazarlo, son los de elección para las amas de casa, por su bajo costo. El

aluminio se corroe progresivamente por el contacto con el calor, la sal y los

ácidos.

La contaminación de los alimentos con aluminio está asociado la destrucción de

vitaminas, la retención de metales pesados y otros problemas gastrointestinales

y neurológicos.

Hace tiempo que se vislumbra una conexión entre la ingestión de aluminio y la

enfermedad de Alzheimer: una rápida degeneración mental que aumenta con la

edad. Los estudios que rechazan esta teoría se basan en que los intestinos no

absorben el aluminio y aunque lo hicieran, el metal sería repelido por las

barreras naturales que protegen el cerebro contra las sustancias perjudiciales

procedentes de la sangre. Pero también la teoría opuesta posee argumentos de

peso: parece ser que pacientes tratados con hemodiálisis sufrieron casos de

demencia similar al Alzheimer desencadenada por restos de aluminio presentes

en el líquido de diálisis.

Además, en el cerebro de los pacientes de Alzheimer se detectan proporciones

de aluminio cuya procedencia es hasta el momento un misterio.

25

La primera pista la proporciona el agua potable, aunque algunos toxicólogos

consideran que el contenido de aluminio en el agua es irrelevante en

comparación al que contienen otros alimentos.

El agua potable rica en aluminio contiene muy poco silicio y al revés: poco

aluminio en el agua equivale a mucho silicio y esto inhibe la retención del

aluminio procedente de la alimentación habitual o impide los efectos

perjudiciales de este metal en el organismo. En este sentido se encaminan las

investigaciones del investigador británico J.D. Bitchal, quien observó que los

pacientes tratados con hemodiálisis que padecían demencia sufrían al mismo

tiempo osteomalacia, un cuadro clínico que puede producirse por una carencia

de silicato.

El organismo utiliza el silicato como elemento de contención en los lugares en

los que puede incidir el aluminio perjudicial. Además, el silicio regenera enzimas

que han sido "intoxicadas" por el aluminio.

Así se explicarían los resultados nocivos atribuidos al agua: no es su elevado

contenido de aluminio lo que propicia la enfermedad de Alzheimer, sino la

carencia de silicatos relacionada con dicho elemento.

El aluminio puede entrar en nuestro organismo fácilmente, por lo que hay que

tener en cuenta una serie de consejos:

- Si el agua con flúor se hierve en ollas de aluminio se disuelve diez veces más

cantidad de ese metal que en el agua sin flúor.

26

- El flúor en contacto con el aluminio forma trifluoruro de aluminio, una sustancia

que se infiltra ligeramente a través de las paredes intestinales y de las

protecciones naturales del cerebro.

- Los edulcorantes como el glutamato, así como el ácido cítrico, fijan el aluminio

y lo transportan al organismo.

- Los productos ácidos como la salsa de soja, las confituras o el jugo de tomate,

disuelven en ocasiones el metal de las ollas y lo hacen acceder al organismo.

3.2.1 Toxicocinética del Aluminio. (Al)

Las vías de absorción de este metal y sus compuestos son: Oral, inhalatoria y

dérmica, siendo la absorción oral menor del 1% Una vez en la sangre

permanece en ésta unido a las proteínas plasmáticas, en especial a la

Transferina o una Metalotioneína. Luego se distribuye en los tejidos

especialmente en los huesos.

La vida media plasmática se estima de 4,5 horas; se excreta a través de la vía

biliar, pero la mayor eliminación es renal. (3)

3.2.2 Mecanismo de acción fisiológico del aluminio.

Tras ingresar al organismo, el aluminio interfiere con el "trabajo" de las células y

les impide metabolizar adecuadamente elementos tan importantes como el

calcio y el hierro. Como el aluminio es extraño a la célula, interfiere con la

función normal de ciertas proteínas implicadas en el metabolismo de estos

elementos esenciales y produce entonces una alteración de los procesos

celulares.

27

Además, el depósito de Aluminio en el hueso puede bloquear la incorporación

de Calcio en la matriz ósea, inhibiendo también la acción de la hormona

paratiroidea. (13)

3.2.3 Niveles de toxicidad del aluminio:

Bajo de 1 a 10 ppm

Mediana de 10 a 30 ppm

Alta de 30 o más ppm (12)

El valor máximo admisible para agua potable según la Norma Salvadoreña

Obligatoria NSO 13.07.01.04 Agua. Agua Potable (8) es de 0.2 mg/L (ppm), lo

que indica que este nivel es menor a los niveles de toxicidad presentados en el

cuadro anterior.

3.2.4 Síntomas de contaminación por aluminio:

Irritación gastrointestinal

Bloqueo de la absorción del fósforo

Soriasis

Fibrosis

Estreñimiento

Inhibición en la absorción del hierro y algunas vitaminas.

28

29

3.3 TOXICOLOGÍA RELACIONADA CON PLOMO (Pb)

En estudios anteriores, realizados en otros países, se vincula el plomo con el

aluminio, ya que este ultimo, permite la captación del plomo. Este no tiene

función biológica, altera las enzimas del calcio y magnesio y desplaza el calcio

de los órganos donde se encuentra tal como los huesos y dientes. (16)

3.3.1 Toxicocinética del plomo

Se absorbe a nivel pulmonar y gastrointestinal. La Absorción pulmonar depende

del tamaño de las partículas; entran al torrente sanguíneo y las que logran

llegar al pulmón, se absorben en su totalidad sin importar su composición

química. El depósito de partículas en pulmón sería del 30-50 % de lo inhalado

pero esto dependería del tamaño de las partículas. Los niños absorberían de

1.6 a 2.7 veces más que los adultos.

La Absorción Gastrointestinal neta en adultos es del 10% al 15%, la absorción

neta en niños es del 42% al 50%.

Algunos datos en Modelos Experimentales demuestran que la absorción de

plomo (Pb), bajo exposición de 1 mg/kg la absorción llegó al 42%; con

exposición de 100 mg/kg la absorción llegó al 2% de dosis administrada, lo que

indica que a menor cantidad de plomo en exposición su absorción es mayor;

además que la disminución de Fe, Ca, P, Se, Zn aumenta la absorción de Pb,

así como que al aumentar la vitamina D aumenta la absorción del Pb. Otros

estudios revelan que al disminuir el Fe aumenta la absorción del Pb por seis

veces y sobre todo llega al riñón y al hueso. Además, al aumentar el Fe

disminuye la absorción del Pb y sobre todo baja en riñón, hueso y sangre.

En cuanto a la distribución del plomo en el organismo humano, en tejidos

blandos. Su vida media es de 40 días, en Sangre 36 días y en Huesos 27 años

Excreción del Plomo. Por las heces se elimina el plomo que no se absorbe en

intestino y el plomo que es excretado por vía biliar. Por la Orina se elimina entre

un 40% y un 70% de lo absorbido por todas las vías. Por Exhalación se

eliminan principalmente compuestos volátiles, como el tetraetilo de plomo. Por

la edad, los infantes retienen 32% de lo absorbido y los adultos solamente el

1.0%.

3.3.2 Mecanismo de acción fisiológico del plomo

El plomo inhibe la actividad de varias enzimas del metabolismo hemoglobínico,

lo que reduce el balance de oxígeno y el volumen respiratorio. También

disminuye la actividad del ácido d -aminolevulínico-dehidratasa en los

eritrocitos. Se producen efectos nocivos al absorber durante un tiempo

prolongado incluso cantidades inferiores a 1 mg/día. (17)

3.3.3 Efectos en el organismo

El Plomo (Pb) causa efectos dañinos a nivel neurológico en adultos, como:

Encefalopatía a concentraciones entre 100 a 120 µg/dl de Pb en sangre,

Efectos neurológicos y neuroconductuales a concentraciones de 40 a 80 µg/dl y

en el Sistema nervioso periférico a niveles de 30 µg/dl.

31

Además causa daño Renal en adultos a concentraciones de 40 - > 100 µg/dl de

Pb en sangre y en niños. Por cada 10 µg/dl de plomo en sangre se incrementa

la enzima en orina en un 14%.

El plomo también causa efectos de Hipertensión Arterial en Adultos Decremento

de 10 µg/dl a 5 µg/dl está asociado con una disminución en la presión

sanguínea sistólica de 1.25 mm Hg (intervalos de confianza al 95% : (0.87 -

1.63). (17)

3.3.4 Niveles de toxicidad del plomo

Bajo de 1 a 20 ppm

Medio de 20 a 30 ppm

Alto de 30 o más ppm (12)

El valor máximo admisible para agua potable según Norma Salvadoreña

Obligatoria NSO 13.07.01.04 Agua. Agua Potable (8) es de 0.01 mg/L (ppm), lo

que indica que este nivel es menor a los niveles de toxicidad presentados en el

cuadro anterior.

3.4 METODO DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X POR REFLEXION TOTAL (12)

La técnica de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total (TXRF) se basa, en

términos generales, en el estudio de las emisiones de fluorescencia de rayos X

generados después de la excitación de una muestra mediante una fuente de

rayos X.

Los átomos presentes en la muestra analizada son excitados de modo que los

electrones de las capas internas son arrancados o ascienden a niveles de

energía superiores, produciendo una vacante por expulsión de un electrón en

estas capas internas, y la posterior transición de otro electrón de las capas

superiores que permiten llenar dicha vacante, manifestándose la diferencia de

energía entre los niveles de forma de radiación electromagnética (rayos X)

característica del elemento.

Los electrones de otras capas minimizan su energía ocupando los huecos

electrónicos que quedan libres, de modo que la energía asociada a dichas

transiciones se re-emiten en forma de fotones.

Hay varias formas de producir dicha vacante, una de ellas es por medio de

rayos X primarios provenientes de un tubo de rayos X, con energía igual o

mayor a la energía de enlace de los electrones, obteniéndose así los rayos X de

fluorescencia o rayos secundarios. Otra forma de producir rayos X primarios es

con fuentes anulares isotópicas Hierro-55 (Fe-55), Cadmio (Cd-109), Americio

241 (Am-241)

32

Los rayos X secundarios son característicos de cada elemento y se clasifican

dependiendo de las transiciones de los electrones, así, si la vacante se

produce en el nivel K (primer nivel interno) se obtiene la radiación Kα cuando la

transición es desde el orbital L y Kβ cuando la transición es desde el orbital M.

Cuando la vacante se produce en el orbital L, se obtienen líneas (Lα, Lβ, Lγ),

siguiendo transiciones de orbitales superiores. (Ver valores en tabla de energías

de emisión, Anexo 1)

Figura Nº 1. Ilustración del efecto de excitación del átomo por fuente de

radiación

33

Figura Nº 2. Ilustración de las transiciones posibles en la excitación de los

átomos

El resultado es un espectro de dispersión de energía, donde aparecen

simultáneamente todas las líneas asociadas a los elementos químicos

presentes.

Analizando la posición de los máximos de intensidad, se identifican los

elementos presentes (Análisis Cualitativo), integrando cada uno de los perfiles

elementales se obtienen sus proporciones másicas y añadiendo un elemento

patrón de concentración conocida se obtiene la cuantificación de dichos

elementos (Análisis Cuantitativo).

34

Figura Nº 3. Esquema explicativo de los parámetros que se visualizan en el

espectro resultante de la lectura de los extractos de ollas y sartenes

por el Método de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total.

1. Tipo de Escala

2. Nombre de la metodología y código del extracto analizado

3. Tiempo Programado

4. Tiempo Real de la lectura

5. Símbolo del átomo y Energía de Emisión característica del átomo

6. Actividad que genera el trabajo que realiza el átomo al ser excitado

7. Carga neta que emite cada átomo, la cual sirve para cuantificar el elemento en estudio

8. Error de la medición de la energía

1 2

3

4

5

6

78

35

3.5 MÉTODO DE DIGESTIÓN DE MICROONDA (15) Es un método utilizado para la destrucción de materia orgánica en productos

alimenticios, con el fin de lograr la selectividad requerida para el análisis

químico de elementos traza en una muestra.

Este método puede aplicarse a todo tipo de productos alimenticios. La materia

orgánica se destruye y oxida por la acción de ácido nítrico en ebullición. La

muestra es calentada a través de aquellas sustancias existentes en la mezcla

(muestra + ácido) capaces de absorber la radiación microondas, generándose

en aumento de temperatura y presión en el interior de la bomba de digestión

que favorece la digestión de la muestra.

36

3.6 METODO DE ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA (4)

El fundamento del proceso de absorción atómica consiste en que los átomos

de un elemento en su estado fundamental E0 son excitados por una

radiación suficientemente monocromática y de energía:

E = hv

Éstos absorben radiación pasando a un estado excitado E1

Posteriormente, los átomos volverán a su estado fundamental emitiendo

esta energía que absorbieron inicialmente, de forma que

ΔE = E1 - E0 = hv

Esta ecuación es la de Planck y viene a decir que la energía no se absorbe

ni se emite de manera continua sino de forma de “cuantos” de luz de energía

E = hv

La frecuencia de absorción y emisión es característica de cada elemento y

constituye su espectro de excitación y emisión.

Los elementos de la tabla periódica presentan máximos a diferentes

longitudes de onda característica de cada uno. El aluminio puede absorber a

237.3, 256.8, 257.4, 309.3 y 396.2 nm

El proceso de absorción-emisión es un proceso reversible, de forma que al

suministrar cantidades elevadas de energía a los átomos, éstos se

37

encontrarán en estado excitado; de manera que al volver a su estado

fundamental emitirán a una longitud de onda característica, constituyendo la

base de la espectroscopia de emisión.

De lo anterior se establece que la energía absorbida por los átomos

dependerá:

- De la frecuencia de la línea de resonancia

- De la intensidad de radiación de dicha línea

Las ventajas que ofrece esta técnica para la determinación de metales son

resumidamente:

- Elevado número de metales a analizar.

- Posibilidad de determinación de concentraciones de hasta partes por billón

(ppb) del elemento.

- Relativa rapidez y sencillez de manejo.

La espectroscopia de absorción atómica precisa como su nombre indica, de

una atomización de la muestra o dicho de otra manera, de reducir la muestra

al estado atómico, para tras una excitación provocada por una lámpara de

cátodo hueco fabricada con el elemento de interés, leer la absorción

producida por los átomos a la longitud de onda característica del elemento.

Por tanto, esta técnica precisa de sistemas capaces de pasar la muestra al

estado atómico: son los atomizadores o sistemas de atomización.

38

Todo proceso de atomización, implica una serie de pasos que pueden

resumirse a partir de la muestra líquida, según el esquema de la figura 1

En todo este proceso es fundamental conseguir la mejor atomización de la

muestra en orden a aumentar la sensibilidad del análisis.

Los sistemas de producción de vapor atómico son principalmente cuatro:

− Atomización por llama

− Atomización por horno de grafito

− Atomización por generación de hidruros

− Atomización por vapor frío.

Figura Nº 4. Esquema de procesos que ocurren durante la atomización

Disolución del analito

Aerosol

Aerosol sólido/gas

Moléculas

Átomo

Iones atómicos

Moléculas excitadas

Átomos excitados

Iones excitados

hv Molecular

hv Atómico

hv Iónico

Nebulización

Desolvatación

Volatilización

Disociación (Reversible)

Ionización (Reversible)

39

IV. DISEÑO METODOLÓGICO

4.0 DISEÑO METODOLOGICO

4.1 Tipo de estudio

Este trabajo se basó en un Estudio Experimental y Exploratorio, ya que se

realizaron una serie de análisis en el Laboratorio para la recolección de

resultados. Además constituye una investigación preliminar, sobre todo en el

área de tóxicos a nivel doméstico que se realiza en el país.

4.2 Investigación Bibliográfica

Se efectuó la revisiones bibliográficas sobre el tema en libros, tesis, revistas,

manuales, paginas web, etc., en la Biblioteca de la Facultad de Química y

Farmacia de la Universidad de El Salvador; Biblioteca Central de la Universidad

de El Salvador y además consultas en el Laboratorio del Instituto de Medicina

Legal, Policía Nacional Civil (PNC), Ministerio de Salud Pública y Asistencia

Social, así como en sitios de Internet.

4.3 Investigación de campo

4.3.1 Universo

Está constituido por los utensilios para cocinar de aluminio que existen en el

país, el cual comprende una variedad como: ollas, arroceras, sartenes,

cucharones, moldes, vasos. Las marcas comercializadas en El Salvador son 3:

41

• ALSASA (Aluminios de El Salvador)

• ALCAM (Aluminios Centroamericanos)

• ALLINTER (Aluminios Internacionales).

4.3.2 Muestra

Para el estudio se seleccionaron como muestra los utensilios que tienen mayor

tiempo de contacto con los alimentos: ollas y sartenes. Estas corresponden a

dos marcas ampliamente comercializadas en El Salvador: ALSASA y ALCAM.

Las variables que se tomaron en cuenta para el estudio son: tiempo de uso y

tiempo de cocción.

El tiempo de uso se determinó en 2 partes:

a) Muestras inmediatamente después de comprarse (nuevas)

b) Muestras con cierto tiempo de uso. Para encontrar este dato se tomó de

base el número de lote grabado en el material, determinando así el año de

fabricación, como lo muestra cuadro Nº 1; tomando en cuenta que este tipo

de codificación corresponde al año 2005.

42

Cuadro N° 1. Especificaciones de Muestras: Ollas y Sartenes utilizadas para la investigación.

UTENSILIO MARCA TIEMPO DE USO N° LOTE

Olla ALCAM 0 meses 05 – 05

UTENSILIO MARCA TIEMPO DE USO N° LOTE

Olla ALCAM 36 meses 03 – 01

Olla ALSASA 0 meses 04 – 05

Olla ALSASA 36 meses 07 – 02

Sartén ALCAM 0 meses 05 – 05

Sartén ALCAM 240 meses 12 – 85

Sartén ALSASA 0 meses 06 – 05

Sartén ALSASA 240 meses 02 – 85

El tiempo de cocción se obtuvo simulando las condiciones a las cuales cocinan

las amas de casa, utilizando como medio de cocción agua potable para ollas y

aceite vegetal para sartenes, definiendo los siguientes parámetros

- OLLAS, emplean mayor tiempo de cocción. De los cuales se tomaron 3

tiempos: 30, 60 y 120 minutos.

- SARTENES, emplean menor tiempo de cocción. De los cuales se tomaron 3

tiempos: 5, 10 y 15 minutos

43

Los tiempos de cocción utilizados se tomaron por las razones siguientes:

OLLAS:

a) 30 minutos: constituye el tiempo de cocción de verduras como: yuca, papas,

güisquil, entre otros.

b) 60 minutos: representa la cocción de algunas sopas conteniendo verduras,

carnes rojas o blancas.

c) 120 minutos: tiempo promedio requerido para cocinar sopas de granos

como: frijoles.

SARTENES:

a) 5 minutos: tiempo utilizado para realizar frituras de alimentos que no

requieren excesiva cocción. Por ejemplo: huevos, plátanos, etc.

b) 10 minutos: para la cocción de algunos alimentos como porciones de carnes

blancas o rojas; así como recalentar alimentos previamente cocinados.

c) 15 minutos: para cocinar alimentos en fritura que requieren mayor tiempo de

cocción. Ejemplo: Papas fritas.

Todos los extractos se obtuvieron por duplicado utilizando 2 marcas de ollas y

sartenes, para 2 tiempos de uso diferentes y variando 3 tiempos de cocción.

44

Tabla N° 1. Número de Extractos obtenidos de los 2 tipos de muestras: Ollas y Sartenes

* La muestra utilizada como blanco es una olla de vidrio.

Muestra Marcas Tiempo de uso

Tiempos de cocción

Número de extracciones

Total de Extractos

Ollas 2 2 3 2 24 Sartenes 2 2 3 2 24

Blanco* - - - 2 2

Total 50

4.3.3 Definiciones

− Muestras: Ollas y sartenes de aluminio seleccionadas para llevar a cabo el

estudio.

− Extractos: Medios (agua y aceite) tratados en las muestras, bajo las

condiciones establecidas

Los extractos se clasificarán según la etapa del tratamiento en:

− Extracto acuoso: es el agua resultante luego de ser sometida a las

condiciones establecidas para las muestras de ollas de aluminio

− Extracto sólido, polvo impalpable obtenido después de ser tratado el extracto

acuoso por los métodos de evaporación a sequedad.

− Extracto oleoso, concentrado obtenido después del tratamiento del aceite en

las sartenes de aluminio, bajo las condiciones establecidas.

− Extracto digestado, liquido libre de componentes orgánicos obtenido del

tratamiento del extracto oleoso mediante Digestión por Microondas.

45

4.4 Investigación Experimental.

4.4.1 Obtención de Extractos

Ver Material y equipo utilizado en Anexo 2

4.4.1.1 Técnica para la obtención de extractos acuosos de las muestras

de ollas (Metodología I)

1. Depositar 1 L de agua potable en una olla, colocar en la hornilla de una

cocina.

2. Encender la hornilla a fuego medio (intensidad media de la llama)

3. Colocar la tapa en la olla y esperar hasta que el agua presente las primeras

burbujas de ebullición. Este es el parámetro de tiempo “cero” de cocción

para iniciar el conteo de los 30 minutos.

4. Luego de transcurridos 10 minutos: quitar la tapa de la olla y agitar con una

cuchara de madera durante 30 segundos.

5. Realizar el paso anterior cada 10 minutos, hasta cumplirse los 30 minutos

6. Una vez finalizado el tiempo de cocción apagar la hornilla de la cocina y

dejar enfriar por 20 minutos

7. Transferir a un beaker de 600mL el extracto acuoso obtenido

(aproximadamente 500 mL).

Nota: Este procedimiento se repitió para cada una de las muestras y los otros

tiempos de cocción, para los extractos obtenidos a 120 minutos se usaron 2

Litros de agua potable.

46

− Tratamiento del Extracto Acuoso por el Método de Evaporación para

obtener el Extracto Sólido.

1. Concentrar el extracto acuoso a un volumen aproximado de 5 mL en hot

plate.

2. Evaporar los 5 mL de extracto acuoso en una capsula de porcelana

“previamente tarada” en estufa a 120 oC por 30 minutos.

3. Colocar en desecador, aproximadamente por 20 minutos.

4. Pesar la capsula de porcelana para obtener el peso del extracto sólido

5. Transferir el extracto sólido a un frasco de vidrio ámbar de 10 g.

6. Almacenar en un desecador de Silica Gel.

Nota: Este procedimiento se repitió para cada una de las muestras y los otros

tiempos de cocción.

4.4.1.2 Técnica para la obtención de extractos oleosos de las muestras

de sartenes

1. Depositar 50 mL de aceite vegetal en una sartén, colocar en la hornilla de

una cocina

2. Encender la hornilla a fuego medio (intensidad media de la llama) y calentar

por 5 minutos.

3. Transcurridos 2 minutos agitar con una cuchara de madera por 15

segundos.

47

4. Realizar el paso anterior cada 2 minutos, hasta cumplirse los 5 minutos

5. Una vez finalizado el tiempo de cocción apagar la hornilla de la cocina y

dejar enfriar por 10 minutos

6. Transferir a un frasco ámbar de 120 mL el extracto oleoso obtenido. De ser

necesario arrastrar los residuos adheridos en paredes y fondo de la muestra

con la cuchara de madera.

Nota: Este procedimiento se repitió para cada una de las muestras y los otros

tiempos de cocción, utilizando el mismo volumen de aceite vegetal.

− Tratamiento del Extracto Oleoso por Medio del Método de Digestión por

Microonda para Obtener el Extrato Digestado.

ETAPA I. Preparación inicial (15)

1. Pesar 0.2 g de extracto oleoso en un beaker de 10 mL y transferir a un vaso

de teflón (Ver Anexo 3)

2. Medir 5 mL de HNO3 concentrado en una probeta de 10 mL

3. Arrastrar los residuos del extracto oleoso que se encuentran en el beaker de

10 mL con aproximadamente 2 mL de HNO3 concentrado y lavar los restos

de extracto oleoso que se adhiera al vaso. Posteriormente agregar el resto

de HNO3 concentrado hasta agregar completamente los 5 mL.

4. Colocar el disco de seguridad en el vaso de teflón y asegurarse que un solo

disco esta en dicho lugar y cerrar el vaso. (ver Anexo 3)

48

5. Repetir este procedimiento para los 4 vasos de teflón restantes, para

obtener 5 extractos digestados (Ver Anexo 3)

6. Elaborar un blanco que contenga: 5 mL de HNO3 concentrado y 3 mL de

Agua Destilada (sexto vaso de teflón del equipo)

NOTA: Los vasos de teflón deben disponerse en su base, de manera

intercalada, para equilibrar el peso y presiones generadas dentro del sistema de

Digestión por Microondas.

ETAPA II. Especificaciones para programar el equipo y obtención final.

7. Programar el Sistema de Digestión de Microonda a la presión seleccionada,

con los criterios definidos en el equipo, lo cual se muestra en tabla N° 2

8. Verificar que hay conexión Harward – Equipo. (Ver Anexo 3)

9. Calibrar el equipo a Presión ambiente como mínima y una presión máxima

de 200 psi a una temperatura máxima de 200 ºC.

10. Elegir el método, de acuerdo al tipo de muestra. En caso de aceite vegetal el

método de elección es el denominado: vegoil1

11. Se nombra el reporte, en nuestro caso: AMS0045 OIL2

12. Activar el equipo

13. Pasado el tiempo de digestión dejar enfriar por 1hora

14. Abrir el vaso de teflón para disminuir la temperatura

15. Se obtiene el extracto digestado

49

Nota: Este procedimiento se repitió para cada una de los extractos oleosos

obtenidos.

Tabla N° 2. Fases del proceso de Digestión y sus parámetros de presión y tiempo (15)

Nota: Los tiempos a usar en cada fase, de acuerdo a las presiones, fueron

seleccionadas de acuerdo a experiencia del profesional competente en el

manejo del equipo.

En el Anexo Nº 4 se muestra las tabla que indica el método propuesto por el

fabricante del equipo, el cual comprende 47 minutos en total y en el Anexo Nº 5

se muestra la tabla con el método que ha desarrollado el profesional experto en

el manejo del equipo, este comprende un tiempo total de 29 minutos. El experto

ha comprobado que aunque se reduzca el tiempo de corrida máximo del

tratamiento por microondas, la digestión se lleva a cabo completa y

satisfactoriamente, aunado a que se disminuye el riesgo de sobrecalentamiento

del equipo o de alcanzar presiones excesivamente altas.

Fase Presión (psi) Tiempo (min) 1 20 10:00 2 40 6:00 3 60 2:00 4 80 2:00 5 100 2:00 6 120 2:00 7 140 2:00 8 160 3:00

50

4.4.2 IDENTIFICACIÓN DE LOS EXTRACTOS

A fin de facilitar el manejo de los extractos obtenidos de cada muestra Y

considerando cada una de las variables de la investigación, se diseño una

codificación que consta de 4 partes:

Parte I: Consiste en las iniciales de la marca de la muestra

Parte II: Letra que designa el tiempo de uso de la muestra de forma cualitativa

Parte III: Tiempo de cocción del extracto

Parte IV: Letra E que representa “el extracto” y el número de extracción 1 y 2,

ya que cada extracto se obtendrá por duplicado.

Ejemplo: ALS-N120E1 (Extracto obtenido de olla ALSASA nueva a un tiempo

de cocción de 120 minutos como extracto 1) y ALS-N120E2 (Extracto obtenido

de la olla nueva a un tiempo de cocción de 120 minutos como extracto 2)

ALS-N120 E1

Marca de utensilio: ALS: ALSASA ALC: ALCAM Tiempo de

cocción

Nº de extracto

Tiempo de uso: N: Nueva U: Usada

51

4.4.3 PRUEBAS CUALITATIVAS PARA IDENTIFICACIÓN DE ALUMINIO Y

PLOMO EN EXTRACTOS ACUOSOS Y OLEOSOS.

En el caso de las ollas se usara el extracto sólido y para las sartenes el extracto

digestado. Además cada prueba se realizará con un blanco de agua destilada,

estándar de aluminio de 1000 ppm y agua de estuario para metales en traza.

4.4.3.1 Pruebas de identificación de Aluminio (5)

4.4.3.1.1 REACCIÓN CON SOLUCION REACTIVO DE AMONÍACO

- Extracto Sólido. Muestras: Ollas de aluminio

1. Pesar 20 mg de extracto sólido y colocarlo en un tubo de ensayo.

2. Agregar 5 mL de agua destilada y agitar

3. Agregar 10 gotas de Solución Reactivo de amoníaco

4. Si se forma un precipitado blanco gelatinoso, se presume la presencia de

aluminio en el extracto sólido

5. Sobre el precipitado gelatinoso formado, agregar Hidróxido de Amonio, si se

solubiliza, confirma la presencia de Aluminio.

- Extracto Digestado. Muestras: Sartenes de aluminio

1. Medir 2 mL de extracto digestado y colocarlo en un tubo de ensayo.

2. Agregar 5 mL de agua destilada y agitar

3. Agregar 10 gotas de Solución Reactivo de amoníaco

4. Si se forma un precipitado blanco gelatinoso, se presume la presencia de

aluminio en el extracto digestado

52

5. Sobre el precipitado gelatinoso formado, agregar Hidróxido de Amonio, si se

solubiliza, confirma la presencia de Aluminio.

4.4.3.1.2 REACCIÓN CON SOLUCION REACTIVO DE HIDRÓXIDO DE

SODIO

- Extracto Sólido. Muestras: Ollas de aluminio

1. Pesar 20 mg de extracto sólido y colocarlo en un tubo de ensayo

2. Agregar 5 mL de agua destilada y agitar

3. Luego Agregar 10 gotas de Solución Reactivo de Hidróxido de Sodio

4. Si se forma un precipitado blanco gelatinoso, se presume la presencia de

aluminio en el extracto sólido.

5. Agregar sobre el precipitado blanco gelatinoso un exceso de Solución

Reactivo de Hidróxido de Sodio, si se solubiliza, confirma la presencia de

Aluminio.

- Extracto Digestado. Muestras: Sartenes de aluminio

1. Medir 2 mL de extracto sólido y colocarlo en un tubo de ensayo

2. Agregar 5 mL de agua destilada y agitar

3. Luego Agregar 10 gotas de Solución Reactivo de Hidróxido de Sodio

4. Si se forma un precipitado blanco gelatinoso, se presume la presencia de

aluminio en el extracto sólido.

5. Agregar sobre el precipitado blanco gelatinoso un exceso de Solución

Reactivo de Hidróxido de Sodio, si se solubiliza, confirma la presencia de

Aluminio.

53

4.4.3.2 Pruebas de identificación de Plomo (5)

En las pruebas preliminares para la identificación de plomo se realizó un

tratamiento previo según la siguiente marcha:

- Tratamiento para Extracto Sólido. Muestras: Ollas de aluminio

1. Colocar 0.2g de extracto sólido en un tubo de ensayo

2. Agregar 10 mL de agua destilada y agitar

3. Acidificar hasta llegar a un pH entre 2-4 con ácido nítrico al 30% v/v

4. A la solución obtenida se le llamo “solución A” la cual se utilizará para las

pruebas de identificación de plomo.

- Tratamiento para Extracto Digestado. Muestras: Sartenes de aluminio

1. Colocar 10 mL de extracto digestado en un tubo de ensayo

2. Acidificar hasta llegar a un pH entre 2-4 con ácido nítrico al 30% v/v

3. A la solución obtenida se le llamo “solución A” la cual se utilizara para las

pruebas de identificación de plomo.

4.4.3.2.1 PRUEBA DE IDENTIFICACIÓN CON CROMATO DE POTASIO

1. Tomar 2 mL de “solución A” agregar Cromato de Potasio al 10 % p/v

2. Se forma un precipitado color Amarillo.

3. Evaluar la solubilidad del precipitado anterior con los reactivos siguientes:

Hidróxido de potasio al 10% v/v y Ácido nítrico concentrado.

4. Si es soluble en ambos reactivos se detecta la presencia de plomo.

54

4.4.3.2.2 PRUEBA DE IDENTIFICACIÓN CON YODURO DE POTASIO

1. Tomar 2 mL de “solución A” agregar Yoduro de Potasio al 10 % p/v

2. Se forma un precipitado color Amarillo Claro.

3. Si al calentarlo se vuelve anaranjado, indica la formación de YODURO DE

PLOMO

4. Evaluar la solubilidad del precipitado anterior con los reactivos siguientes:

Hidróxido de potasio al 10% p/v y Acido Clorhídrico concentrado Caliente

5. Si es soluble en ambos reactivos se detecta la presencia de plomo.

Nota: Se utilizó como referencia: Estándar de Aluminio de 1000 ppm y Agua de

Estuario para Metales en Traza conteniendo Plomo, para la identificación de los

metales en estudio con las pruebas de precipitación anteriores, siguiendo la

misma técnica. (ver Anexo 6 y 7)

4.4.4 ANALISIS CUANTITATIVO DE ALUMINIO Y PLOMO MEDIANTE EL

METODO DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X POR REFLEXIÓN

TOTAL (12)

Ver material y equipo utilizado en Anexo 8

4.4.4.1 EXTRACTOS SÓLIDOS.

1. En un cristal reflector (porta-muestras) colocar una fina capa de extracto

sólido y posteriormente colocarlo en el colector de muestras (Anexo 9)

2. Medir durante un tiempo de 300 a 600 segundos cada extracto

3. Evaluar los espectros medidos, para todas las líneas de interés, utilizando la

intensidad neta o área bajo la curva

55

4.4.4.2 EXTRACTOS DIGESTADOS

a. Tratamiento de Extracto Digestado

1. Transferir el extracto digestado a un balón volumétrico de 25.0 mL

2. Agregar 25 μL de estándar interno de galio y llevar a volumen con agua

destilada

3. Se obtiene la solución preparada de extracto digestado

b. Análisis de solución preparada de extracto digestado

1. En un cristal reflector (porta muestras) depositar 50 μL de cada solución

preparada del extracto digestado.

2. Evaporar a sequedad la muestra en cámara de vacío.

3. Colocar el cristal reflector en el equipo y medir durante un tiempo de 300 a

600 segundos cada muestra.

4. Evaluar los espectros medidos, para las líneas de aluminio y plomo, en

primer lugar el análisis cualitativo por la presencia de crestas visibles a las

energías correspondientes de los elementos evaluados (de acuerdo a la

tabla de Energías de Emisión, ver Anexo 1) y si son detectados realizar una

curva de calibración para luego cuantificar utilizando la intensidad neta o

área bajo la curva.

56

4.4.5 METODOLOGÍAS MODIFICADAS PARA LA OBTENCIÒN DE

EXTRACTOS SÒLIDOS

Debido a que en análisis por Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total no

se obtuvieron áreas bajo la curva cuantificable para las líneas de emisión de

aluminio y plomo, se realizaron varios cambios de metodología para la

obtención y tratamiento de extractos, específicamente en extractos acuosos,

con el fin de mejorar el resultado en los espectros. Es importante tomar en

cuenta que se partirá de la metodología enunciada anteriormente como:

Técnica para la obtención de extractos acuosos de las muestras de ollas, punto

4.4.1.1, la cual se denominará Metodología 1. Las metodologías modificadas se

detallan a continuación:

4.4.5.1 METODOLOGÍA 2

ADICION DE CLORURO DE SODIO (14)

Debido a que la solubilidad de metales ligados al agua puede mejorarse por

aumento de salinidad se adiciona Cloruro de Sodio, además por ser el

condimento más utilizado para cocinar.

1. Colocar 1 L de agua potable en la olla.

2. Agregar una cucharadita de sal común.

3. Agitar con una cuchara de madera, hasta disolver la sal.

57

4. Encender la hornilla de la cocina a fuego medio (intensidad media de la

llama)

5. Colocar la tapa de la olla y esperar hasta que el agua presente las

primeras burbujas de ebullición

6. Al iniciar la ebullición es el tiempo “cero” para contar los 60 minutos.

7. Luego de transcurridos 10 minutos: quitar la tapa y agitar el agua con

una cuchara de madera, durante 30 segundos.

8. Realizar el paso anterior cada 10 minutos, hasta cumplirse los 60

minutos.

9. Una vez se cumple el tiempo estipulado, apagar la hornilla de la cocina

10. Dejar enfriar durante 2 minutos.

11. Agregar el volumen restante en un beaker de 600 mL

12. Continuar con el proceso de Tratamiento del Extracto Acuoso por el

Método de Evaporación para Obtener el Extracto Sólido. Enunciado en

numeral 4.4.1.1.

Por la presencia de los elementos que componen la sal común: Cloro (Cl),

Calcio (Ca) y Potasio (K), no se obtuvo una línea de emisión para el aluminio

visible en el espectro de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total (Ver

figura Nº 10). Por lo que se realizo otra variación en la metodología de

extracción en las ollas.

58

4.4.5.2 METODOLOGIA 3.

VARIACIÓN DE pH (1)

Debido a que la solubilidad de metales ligados al agua puede mejorarse

también con cambios de pH, se realizo la adición de acido fosfórico al 85% para

lograr un pH debajo de 3, medio idóneo para la extracción de metales.

1. Al volumen obtenido del extracto acuoso, utilizando la metodología descrita

en 4.4.1.1, (aproximadamente: 300 mL) se adicionó 0.1 mL de ácido

fosfórico al 85% grado HPLC, con la cual se llevo a pH de 2.75.

2. Continuar con el proceso de Tratamiento del Extracto Acuoso por el Método

de Evaporación para obtener el Extracto Sólido. Enunciado en numeral

4.4.1.1.

Debido a la elevación que sufre la línea base del espectro al adicionar un

acidulante, no se pudo determinar líneas de emisión definidas para el aluminio

(ver figura Nº 11). Por esta razón se procedió a efectuar otra modificación en la

técnica de extracción.

4.4.5.3 METODOLOGIA 4.

SEPARACION DE ALUMINIO POR FACTOR ION COMUN (14)

Para eliminar las interferencias de otros elementos que están presentes en los

extractos y que generan una mayor energía de emisión, se decide utilizar el

59

método de separación por factor ion común. El Aluminio por su carácter

anfótero el pH al que puede precipitarse de forma completa es de 3, por lo que

primero se le añade acido clorhídrico diluido para solubilizar los elementos

metálicos y se filtra para realizar la primera separación y luego se hace

precipitar con amoniaco diluido obteniéndose un sólido correspondiente a

aluminio.

1. Colocar 200 mg de extracto sólido en un beaker de 250 mL

2. Adicionar 35mL de agua destilada y agitar

3. Agregar 10mL de HCl al 10%

4. Ebullir por 3 minutos

5. Agregar 15mL de agua destilada

6. Filtrar con papel filtro de por grueso

7. Adicionar 5mL de amoniaco 6N

8. Ebullir por 3 minutos

9. Filtrar con papel filtro de poro grueso

10. Colocar el sólido obtenido en el filtro en una cápsula de porcelana

previamente tarada y secar en estufa a 120 oC por 30 minutos.

11. Colocar en desecador, aproximadamente por 20 minutos.

12. Pesar la capsula de porcelana para obtener el peso del extracto sólido

13. Transferir el extracto sólido a un frasco de vidrio ámbar de 10 g.

14. Almacenar en un desecador con Silica Gel.

60

Debido a que no se mostró ninguna mejora en los resultados del espectro

correspondiente a este extracto (ver figura Nº 12). Se procedió a efectuar otra

modificación en la técnica de extracción.

4.4.5.4 METODOLOGIA 5.

PRECIPITACIÓN DEL ALUMINIO MEDIANTE SOLUCION REACTIVO DE

HIDROXIDO DE SODIO (5)

Para eliminar las interferencias de otros elementos que están presentes en los

extractos, se realizó la adición de hidróxido de sodio, simulando la prueba de

identificación utilizada para el aluminio, ya que esta es selectiva para dicho

metal.

1. Pesar 20 mg de extracto y colocarlo en un tubo de ensayo

2. Agregar 5mL de agua destilada

3. Agregar 10 gotas de solución reactivo de Hidróxido de Sodio

4. Si se forma un precipitado blanco gelatinoso, es indicador de la

presencia de aluminio.

5. Decantar el líquido y utilizar el precipitado para las lecturas.

Debido a que no se mostró ninguna mejora en los resultados del espectro

correspondiente a este extracto, aún utilizando el precipitado gelatinoso se

procedió a efectuar otra modificación en la técnica de extracción. (Ver figura Nº

13).

61

4.4.5.5 METODOLOGIA 6.

TRATAMIENTO CON VINAGRE (Acido acético al 6%) (14)

Debido a que la solubilidad de metales ligados al agua puede mejorarse

también con cambios de pH, se realizo la adición de vinagre para lograr

disminuir el pH, medio idóneo para la extracción de metales. Se seleccionó este

ácido por ser de uso doméstico.

1. Colocar 1 L de agua potable en la olla.

2. Encender la hornilla de la cocina a fuego medio (intensidad media de la

llama)

3. Colocar la tapa de la olla y esperar hasta que el agua presente las primeras

burbujas de ebullición (estar pendiente levantando la tapa)

4. Agregar 1 gota de vinagre.

5. Al iniciar la ebullición es el tiempo “cero” para contar los 60 minutos.

6. Luego de transcurridos 10 minutos: quitar la tapa y agitar el agua con una

cuchara de madera, durante 30 segundos.

7. Realizar el paso anterior cada 10 minutos, hasta cumplirse los 60 minutos.

8. Una vez se cumple el tiempo estipulado, apagar la hornilla de la cocina.

9. Dejar enfriar durante 2 minutos.

10. Transferir el volumen restante en un beaker de 600 mL pH resultante: 8.33

62

11. Continuar con el proceso de Tratamiento del Extracto Acuoso por el Método

de Evaporación para obtener el Extracto Sólido. Enunciado en numeral

4.4.1.1.

A pesar de que se observó una pequeña cresta para el aluminio, esta es

disipada por la alta concentración de Cloro (Cl) y Potasio (K) presentes en el

extracto, imposibilitando la generación de una carga neta cuantificable (ver

figura Nº 14). Por esta razón se procedió a efectuar otra modificación en la

técnica de extracción.

4.4.5.6 METODOLOGIA 7

TRATAMIENTO CON VARIACION DE pH Y UNIÓN DE DOS EXTRATOS

Por la pequeña cresta observada con la metodología anterior se buscó duplicar

la cantidad de extracto y realizar la variación de pH a la vez, con el objetivo de

tener una carga neta cuantificable.

1. Colocar 1 L de agua del grifo en la olla.

2. Encender la hornilla de la cocina a fuego medio (intensidad media de la

llama)

3. Colocar al tapa de la olla y esperar hasta que el agua presente las

primeras burbujas de ebullición (estar pendiente levantando la tapa)

63

4. Agregar la cantidad de extracto sólido similar (de olla ALSASA usada de

60 minutos, código: ALS-U60E1)

5. Al iniciar la ebullición es el tiempo “cero” para contar los 60 minutos.

6. Luego de transcurridos 10 minutos: quitar la tapa y agitar el agua con

una cuchara de madera, durante 30 segundos.

7. Realizar el paso anterior cada 10 minutos, hasta cumplirse los 60

minutos.

8. Una vez se cumple el tiempo estipulado, apagar la hornilla de la cocina.

9. Dejar enfriar durante 2 minutos.

10. Agregar el volumen restante en un beaker de 600 mL o en frasco de

vidrio con tapa plástica. pH resultante: 8.56

11. El volumen obtenido aproximadamente: 200 mL, se adicionó dos gotas

(0.1 mL) de ácido acético, con la cual se llevo a pH de 2.95.

12. Continuar con el proceso de Tratamiento del Extracto Acuoso por el

Método De Evaporación para obtener el Extracto Sólido. Enunciado en

numeral 4.4.1.1.

No se observó ninguna mejora con esta metodología, ya que la cresta para el

aluminio se disipa por la alta concentración de Cloro (Cl), Potasio (K) y Calcio

presentes en el extracto, imposibilitando la generación de una carga neta

cuantificable (ver figura Nº 15). Por esta razón se procedió a efectuar otra

modificación en la técnica de extracción.

64

4.4.6 ANÁLISIS CUANTITATIVO DE ALUMINIO POR EL MÉTODO

ALTERNO DE ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA

Ver material y equipo utilizado en Anexo 10

4.4.6.1 Preparación de Curva de Calibración

Del estándar de Aluminio usado se preparo una solución Patrón a una

concentración de 100 ppm de Al de la cual se tomaron alícuotas para la

elaboración de la curva de calibración.

Se prepararon estándares de aluminio de las concentraciones siguientes:

Estándar 1: 5.0 ppm

Estándar 2: 10.0 ppm

Estándar 3: 15.0 ppm

Estándar 4: 20.0 ppm

Estándar 5: 25.0 ppm

La técnica de preparación se encuentra descrita en el Anexo 11.

4.4.6.2 Preparación de Extractos Sólidos para análisis

1. Pesar 0.1 g de extracto sólido.

2. Colocar el extracto sólido pesado en un balón volumétrico ámbar de 100 mL.

3. Medir 5.0 mL de HNO3 concentrado tomado en una probeta.

4. Agregar el volumen de HNO3 concentrado al balón volumétrico

5. Agitar por 5 minutos.

65

6. Llevar a volumen de 100 mL con HCl al 10%

7. Mantener en agitación mecánica por 10 minutos.

8. Filtrar la muestra con papel filtro whatman Nº 42

9. El filtrado claro se utilizo para efectuar las lecturas en el equipo.

Nota: todas las muestras sólidas se trabajaron de la forma antes descrita.

4.4.6.3 Lecturas por Espectrofotometría de Absorción Atómica para la

determinación de aluminio en extractos sólidos (4)

1. Encender el equipo y se programo con todos los parámetros de análisis

colocándose la longitud de la Lámpara. (Ver Anexo 12)

2. Encender el compresor a 100 psi

3. Abrir la válvula del cilindro de acetileno para posteriormente purgar el

equipo.

4. Purgar el equipo

5. Activar la llama de Acetileno – Aire

6. Regular el tamaño de la llama.

7. Se succiono el Blanco (HCl 10%) con el nebulizador.

8. Calibrar con los estándares de menor a mayor concentración, verificando

las lecturas de cada uno de los estándares

9. Proceder a leer las muestras

10. Entre muestra y muestra se realizo lecturas del blanco

11. Finalmente se realizo la impresión de los resultados

66

V. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

5.0 RESULTADOS

5.1 RESULTADOS DE OLLAS DE ALUMINIO

5.1.1 OBTENCIÓN DE EXTRACTOS SÓLIDOS

Como resultado de la cocción de agua potable en las muestras de ollas de

aluminio, simulando tiempos de exposición de los alimentos y tiempos de uso

de los utensilios, se obtuvieron los extractos sólidos por duplicado para cada

muestra.

Cuadro Nº 2. Resumen de muestras utilizadas y criterios para la selección de los tiempos de cocción

Muestras Tiempos de cocción a los que se obtuvieron los extractos

Criterios de selección del tiempo de cocción

30 minutos Constituye el tiempo de cocción de verduras

60 minutos

Representa la cocción de algunas sopas conteniendo

verduras, carnes rojas o blancas

Olla ALCAM Nueva

Olla ALCAM Usada

Olla ALSASA Nueva

Olla ALSASA Usada 120 minutos

Tiempo promedio requerido para cocinar sopas de granos como:

frijoles

En el cuadro anterior se definen las condiciones de las muestras de ollas de

aluminio utilizadas para la obtención de los extractos sólidos

68

Cuadro Nº 3. Resumen Explicativo de la obtención de extractos acuosos y sólidos de las muestras de ollas de aluminio.

Muestra Medio de extracción

Primer extracto obtenido Tratamiento Resultado del

Tratamiento

Criterios para efectuar el

tratamiento del primer extracto

Ollas Agua Potable

Extracto Acuoso Evaporación Extracto

Sólido*

Por medio del método de

Fluorescencia de Rayos X por

Reflexión Total es necesario poseer la muestra en estado

sólido.

En el cuadro anterior se resume la forma general en que se obtuvieron los 24

extractos sólidos y el blanco correspondiente (*)

Cuadro N° 4. Listado de Códigos y pesos de los Extractos Sólidos obtenidos de Ollas de Aluminio

Correlativo Código del Extracto

Volumen de Agua utilizado

(L)

Peso de extracto sólido obtenido

(g) 1 ALS-N30E1 1 0.3176 2 ALS-N30E2 1 0.3607 3 ALS-U30E1 1 0.3763 4 ALS-U30E2 1 0.3692 5 ALS-N60E1 1 0.3248 6 ALS-N60E2 1 0.3363 7 ALS-U60E1 1 0.3809 8 ALS-U60E2 1 0.3695 9 ALS-N120E1 2 0.7053

10 ALS-N120E2 2 0.7813 11 ALS-U120E1 2 0.6481 12 ALS-U120E2 2 0.6321 13 ALC-N30E1 1 0.4620 14 ALC-N30E2 1 0.3009

69

Cuadro N° 4. Continuación…

En el cuadro Nº 4 se presentan los 24 extractos sólidos obtenidos y su

correspondiente blanco, 12 extractos corresponden a la marca ALSASA (ALS) y

12 que corresponden a la marca ALCAM (ALC), cuyas iniciales están

representadas en el código, así como se indican los tiempos de uso (Nueva: N,

Usada: U) y los tiempos de cocción (30, 60 y 120 minutos)

Los resultados del peso de los extractos sólidos de ollas de aluminio reflejan

que a medida que se aumenta el tiempo de cocción, se obtiene mayor cantidad

de extracto sólido, aunque también se debe considerar que se aumenta el

volumen del agua utilizada para la extracción.

Al observar los pesos de los extractos sólidos obtenidos de la marca ALSASA

para las ollas usadas, a los 30 minutos de cocción, experimentaron un leve

aumento en comparación con las ollas nuevas. En los resultados de 60 minutos

de cocción se observa la misma tendencia de un leve aumento en los pesos de

Correlativo Código del Extracto

Volumen de Agua utilizado

(L)

Peso de extracto sólido obtenido

(g) 15 ALC-U30E1 1 0.4543 16 ALC-U30E2 1 0.4145 17 ALC-N60E1 1 0.3598 18 ALC-N60E2 1 0.3412 19 ALC-U60E1 1 0.3763 20 ALC-U60E2 1 0.4015 21 ALC-N120E1 2 0.7165 22 ALC-N120E2 2 0.7927 23 ALC-U120E1 2 0.6523 24 ALC-U120E2 2 0.7670 25 Blanco 1 0.2560

70

las ollas usadas en comparación con las ollas nuevas. Para el tiempo de

cocción de 120 minutos el peso del extracto obtenido con olla nueva es mayor

al peso resultante de la olla usada.

En el caso de los pesos de los extractos sólidos obtenidos de la marca ALCAM

a los 30 minutos de cocción en las ollas usadas experimentaron un leve

aumento en comparación con las ollas nuevas. En los resultados de 60 minutos

de cocción se observa la misma tendencia de un leve aumento en los pesos de

las ollas usadas en comparación con las ollas nuevas. Para el tiempo de

cocción de 120 minutos el peso del extracto obtenido con olla nueva es mayor

al peso resultante de la olla usada.

Según el análisis de datos, se mantuvo el mismo comportamiento para las dos

marcas en los diferentes tiempos de cocción.

Al comparar los resultados de las ollas marca ALSASA y ALCAM, se observa

que los pesos de los extracto sólidos de las ollas ALCAM poseen pesos

mayores con respecto a las ollas ALSASA.

71

5.1.2 IDENTIFICACIÓN DE ALUMINIO Y PLOMO EN EXTRACTOS

SÓLIDOS

En el siguiente cuadro se reportan los resultados obtenidos de la identificación,

con pruebas de precipitación y coloración, para determinar la presencia o

ausencia de aluminio y plomo en los extractos sólidos, en donde:

(+): Indica que la prueba es positiva a la precipitación o coloración esperada, lo

que confirma la posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

(-): Indica que la prueba es negativa a la precipitación o coloración esperada, lo

que descarta la posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

Cuadro N° 5. Resultados de las Pruebas de Identificación de Aluminio y Plomo en los Extractos Sólidos de Ollas de Aluminio

Pruebas para Aluminio Pruebas para Plomo

Nº Código de

Muestra Prueba con S.R. de Amoniaco

Prueba con S.R. de Hidróxido de

Sodio

Prueba con Cromato de

Potasio

Prueba con Yoduro de

Potasio 1 ALS-N30E1 + + - - 2 ALS-N30E2 + + - - 3 ALS-U30E1 + + - - 4 ALS-U30E2 + + - - 5 ALS-N60E1 + + - - 6 ALS-N60E2 + + - - 7 ALS-U60E1 + + - - 8 ALS-U60E2 + + - - 9 ALS-N120E1 + + - - 10 ALS-N120E2 + + - - 11 ALS-U120E1 + + - - 12 ALS-U120E2 + + - - 13 ALC-N30E1 + + - - 14 ALC-N30E2 + + - - 15 ALC-U30E1 + + - - 16 ALC-U30E2 + + - -

72

Cuadro Nº 5. Continuación…

Pruebas para Aluminio Pruebas para Plomo Nº

Código de

Muestra Prueba con S.R. de Amoniaco

Prueba con S.R. de Hidróxido de

Sodio

Prueba con Cromato de

Potasio

Prueba con Yoduro de

Potasio 17 ALC-N60E1 + + - - 18 ALC-N60E2 + + - - 19 ALC-U60E1 + + - - 20 ALC-U60E2 + + - - 21 ALC-N120E1 + + - - 22 ALC-N120E2 + + - - 23 ALC-U120E1 + + - - 24 ALC-U120E2 + + - - 25 Blanco - - - -

26 Estándar de Aluminio + + - -

27

Agua de Estuario para Metales en

Traza

- - + +

Las pruebas cualitativas detectaron la presencia de aluminio en todos los

extractos de las dos marcas de ollas ALSASA y ALCAM. Para el caso del plomo

todos los extractos resultaron negativos, lo cual indica la ausencia de dicho

metal.

Estas pruebas fueron realizadas llevando un blanco de agua destilada, un

estándar de agua de estuario para metales en traza que contenía Plomo, y una

solución estándar de aluminio de 1000 ppm.

73

5.1.3 ANÁLISIS POR EL MÉTODO DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X

POR REFLEXIÓN TOTAL DE EXTRACTOS SÓLIDOS

En el siguiente cuadro se reportan los resultados obtenidos en el análisis por

Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total de los extractos sólidos para

determinar la presencia o ausencia de aluminio y plomo, en donde:

(+): Indica la presencia de una cresta visible en el espectro que confirma la

posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

(-): Indica la ausencia de las crestas correspondientes a los metales en estudio

(aluminio o plomo) descartando la posible presencia en el extracto.

Cuadro N° 6. Resultados del análisis de Aluminio y Plomo en los Extractos Sólidos de Ollas de Aluminio

Nº Código de

Muestra Aluminio Plomo Nº de figura

correspondiente

1 ALS-N30E1 - - Figura Nº 5 2 ALS-N60E1 - - Figura Nº 6 3 ALS-N120E2 - - Figura Nº 7 4 ALC-N120E2 - - Figura Nº 8 5 Estándar de

Aluminio + - Figura Nº 9

En el cuadro anterior se encuentra la referencia de cada extracto sólido

obtenido con la metodología 1 y el respectivo espectro que representa

gráficamente los resultados obtenidos

74

Figura Nº 5. Espectro de extracto sólido código: ALS-N30E1

En el espectro únicamente se observa una mínima línea de emisión para el

Silicio (Si), pero no se observan crestas visibles para los metales Aluminio y

Plomo.

Considerando que este espectro corresponde al menor tiempo de cocción, se

buscará evaluar con el siguiente tiempo seleccionado en la investigación (60

minutos), para verificar si al aumentar el tiempo de contacto con la olla,

aumenta el desprendimiento de los metales hacia el agua.

75

Figura Nº 6. Espectro de extracto sólido código: ALS-N60E1

Se encuentran identificados los espacios del espectro en el cual deberían estar

las líneas de emisión de los metales en estudio:

Al, para el Aluminio, la cual es disipada por la presencia de otras sustancias en

el extracto, que generan crestas más altas, disminuyendo así la posibilidad de

observar la presencia de este metal.

Pb, para el plomo, que a pesar de la alta sensibilidad del método para la

identificación de dicho metal, no presenta una cresta visible en el extracto.

76

Figura Nº 7. Espectro de extracto sólido, código: ALS-N120E1

Se encuentra identificado en el espectro el punto donde debería estar la línea

de emisión de Aluminio (Al). Tomando en cuenta que el extracto pertenece al

mayor tiempo de contacto del agua con la olla, no se logra obtener un área que

genera una carga neta cuantificable para los metales en estudio.

77

Figura Nº 8. Espectro de extracto sólido, código: ALC-N120E2

Para este caso se muestra el espectro en escala logarítmica, buscando mejorar

la visibilidad de una posible cresta para el Aluminio (Al). Además se buscó

disminuir el rango visible del nivel de energías de emisión (límite superior 3.811

keV) con el fin de restringir las crestas visibles de otros elementos presentes en

el extracto, que puedan disipar la cresta del aluminio. Aunque se logró observar

una pequeña cresta, esta no generó una carga neta detectable por el equipo.

78

Figura Nº 9. Espectro de Estándar de Aluminio de 1000 ppm

Se observa una línea de emisión para el aluminio, lo cual confirma su presencia

en el analito. El área bajo la curva o carga neta con un valor de 12, no permite

que pueda ser calculada la concentración del aluminio por el equipo.

Las crestas identificadas como: Ar, corresponde al Argón, componente del aire.

Fe, corresponde al Hierro utilizado como fuente de rayos X: isótopo Fe-55

Debido a que los resultados obtenidos por fluorescencia de rayos X por

Reflexión total no reflejaron la presencia de aluminio o plomo en los extractos,

se decidió cambiar algunas variables en el proceso de extracción, siempre

cumpliendo con las circunstancias más cercanas a la realidad en la cocina.

79

5.1.4 VARIACIÓN EN METODOLOGÍA DE EXTRACCIÓN

El siguiente cuadro contiene de forma resumida las variaciones realizadas en la

metodología inicial para la obtención de extractos sólidos de las ollas de

aluminio.

Cuadro N° 7. Extractos sólidos resultantes por variación de la metodología de extracción.

* El peso de esta muestra no fue tomado debido a que corresponde a un precipitado gelatinoso.

Se realizaron 6 metodologías distintas a la planteada inicialmente, buscando

obtener extractos bajo condiciones a las cuales cocinan las amas de casa y que

a la vez tuvieran la tendencia a mejorar la extracción del aluminio y plomo de

las ollas.

Muestra Código

inicial de extracto

Código del extracto

obtenido bajo las

modificaciones en metodología

Peso del Extracto

Metodología utilizada

Modificación en

Metodología

Olla ALSASA Nueva

ALS-N120E1 ALS-N120E2 ALS-N120E3 1.2321 Nº 2

Adición de Cloruro de

Sodio

Olla ALSASA usada

ALS-U120E1 ALS-U120E2 ALS-U120E3 0.8195 Nº 3

Variación de pH.

Acidificando

Olla ALCAM Nueva

ALC-N120E1 ALC-N120E2 ALC-N120E3 0.6984 Nº 4

Separación por factor ión

común

Olla ALSASA usada

ALS-U60E1 ALS-U60E2 ALS-U60E3 * Nº 5

Precipitación de aluminio por NaOH

Olla ALCAM usada

ALC-U60E1 ALC-U60E2 ALC-U60E3 0.6527 Nº 6

Tratamiento con Ácido Acético

Olla ALCAM nueva

ALC-N60E1 ALC-N60E2 ALC-N60E3 0.9562 Nº 7

Adición de 2 muestras y variación de

pH

80

Figura Nº 10. Espectro de extracto sólido con código ALS-N120E3

Se observan picos correspondientes a la sal común, algunos minerales que son

componentes de la tierra: Silicio (Si), Estroncio (Sr) y Circonio (Zr), así como

algunos elementos que se encuentran muy frecuentemente en el agua: Potasio

(K), Calcio (Ca), Cloro (Cl) y Bromo (Br). No se logran observar líneas de

emisión de aluminio, debido a la gran concentración de Cloro (Cl) en el extracto,

la línea base del espectro se eleva de tal manera que hace imposible la

detección del aluminio.

81

Figura Nº 11. Espectro de Extracto Sólido Código: ALS-U120E3

A pesar de que el medio idóneo de extracción y análisis para el aluminio es

ácido, no fue posible obtener carga neta cuantificable ni cresta visible. Además

se observa una elevación de la línea base del espectro que distorsiona la

posible identificación del aluminio y plomo.

82

Figura Nº 12. Espectro de Extracto Sólido, código: ALC-N120E3

La mayoría de crestas visibles en el espectro representan la presencia de los

elementos: Calcio (Ca) proveniente del agua potable, Hierro (Fe) componente

de la fuente de excitación (Fe-55), Niquel (Ni) componente de la tierra. El Plomo

(Pb) no muestra una carga neta cuantificable, a pesar de la alta sensibilidad del

método hacia dicho metal; indicando la ausencia de Plomo en el extracto.

83

Figura Nº 13. Espectro del Extracto Sólido. Código: ALS-U60E3

En el espectro se identifica el espacio en el cual se encuentran las líneas de

emisión que, debido al tratamiento con Hidróxido de sodio, se muestra la

presencia de otras impurezas, por lo cual no se logra definir bien la cresta para

el aluminio.

84

Figura Nº 14. Espectro de Extracto Solido Código: ALC-U60E3

Se encuentran identificadas las líneas de emisión de Aluminio y Sílice, los

cuales no son completamente visibles. El sílice se logra identificar, ya que el

portamuestra o cristal reflector está compuesto por dicho elemento.

85

Figura Nº 15. Espectro de Extracto Código: ALC-N60E3

No se obtuvo mejora en el espectro para la línea de emisión para el aluminio, a

pesar que se incrementó la cantidad de agua y se le adicionó otro extracto para

su obtención.

86

Análisis de Resultados Generales para Extractos de Ollas de Aluminio

A pesar que se realizaron variaciones en la técnica de extracción del extracto

acuoso en ollas, no se obtuvieron picos o líneas de emisión con la carga neta

suficiente que permitieran cuantificar el elemento aluminio en dichos extractos.

Únicamente se logró identificar su presencia por los pequeños picos mostrados

en algunos espectros, los cuales pueden ser un resultado falso positivo, por la

poca definición y el elevado porcentaje de error obtenido en las lecturas.

Además se logro comprobar que el plomo no está presente en los extractos de

ollas de aluminio, aunque el método posee una alta sensibilidad para la

identificación y cuantificación de dicho metal.

87

5.2 RESULTADOS DE SARTENES DE ALUMINIO

5.2.1 OBTENCIÓN DE EXTRACTOS OLEOSOS

Como resultado de la cocción de aceite vegetal en las muestras de sartenes de

aluminio, simulando tiempos de exposición de los alimentos y tiempos de uso

de los utensilios, se obtuvieron los extractos oleosos por duplicado para cada

muestra.

Cuadro N° 8. Resumen de muestras utilizadas y criterios para la selección

de los tiempos de cocción

Muestras Tiempos de cocción a los que se obtuvieron los extractos

Criterios de selección del tiempo de cocción

5 minutos Tiempo utilizado para

realizar frituras de alimentos que requieren poca cocción

10 minutos Para la cocción de algunos

alimentos como porciones de carnes blancas o rojas

Sartén ALCAM Nuevo

Sartén ALCAM Usada

Sartén ALSASA Nueva

Sartén ALSASA Usada 15 minutos

Para cocinar alimentos en fritura que requieren mayor

tiempo de cocción

En el cuadro anterior se definen las condiciones de las muestras de sartenes de

aluminio utilizadas para la obtención de los extractos oleosos.

88

Cuadro Nº 9. Resumen Explicativo de la obtención de extractos oleosos y digestados

Muestra Medio de extracción

Primer extracto obtenido Tratamiento Resultado del

Tratamiento

Criterios para efectuar el

tratamiento del primer extracto

Sartenes Aceite Vegetal

Extracto Oleoso

Digestión por Microondas

Extracto Digestado*

Por medio del método de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total es necesario poseer el analito de tal forma que se le pueda agregar estándar de galio como parámetro de concentración conocida

En el cuadro anterior se resume la forma general en que se obtuvieron los 24

extractos sólidos y el blanco correspondiente (*)

5.2.2 IDENTIFICACIÓN DE ALUMINIO Y PLOMO EN EXTRACTOS

OLEOSOS

En el siguiente cuadro se reportan los resultados obtenidos de la identificación,

con pruebas de precipitación y coloración, para determinar la presencia o

ausencia de aluminio y plomo en los extractos sólidos, en donde:

(+): Indica que la prueba es positiva a la precipitación o coloración esperada, lo

que confirma la posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

(-): Indica que la prueba es negativa a la precipitación o coloración esperada, lo

que descarta la posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

89

Cuadro N° 10. Resultados de las pruebas de identificación de aluminio y plomo en los extractos digestados de las sartenes de aluminio

Pruebas para Aluminio Pruebas para Plomo Código de

Muestra Prueba con S.R.

de Amoniaco Prueba con S.R. de Hidróxido de

Sodio

Prueba con Cromato de

Potasio

Prueba con Yoduro de

Potasio ALS-N05E1 + + - - ALS-N05E2 + + - - ALS-U05E1 + + - - ALS-U05E2 + + - - ALS-N10E2 + + - - ALS-N10E1 + + - - ALS-U10E2 + + - - ALS-U10E1 + + - - ALS-N15E1 + + - - ALS-N15E2 + + - - ALS-U15E1 + + - - ALS-U15E2 + + - - ALC-N05E1 + + - - ALC-N05E2 + + - - ALC-U05E1 + + - - ALC-U05E2 + + - - ALC-N10E1 + + - - ALC-N10E2 + + - - ALC-U10E1 + + - - ALC-U10E2 + + - - ALC-N15E1 + + - - ALC-N15E2 + + - - ALC-U15E1 + + - - ALC-U15E2 + + - -

Blanco - - - - Estándar de

Aluminio + + - -

Agua de Estuario para metales en

traza - - + +

90

Las pruebas cualitativas resultaron positivas para la presencia de aluminio en

todos los extractos digestados de las dos marcas ALSASA y ALCAM. Para el

caso del plomo no se detecta en todos los extractos resultaron negativos.

Estas pruebas fueron realizados llevando un blanco de aceite vegetal digestado

y una muestra de agua de estuario para metales en traza que contenía Plomo, y

otra muestra de estándar de aluminio de 1000 ppm, para los cuales son

representados los resultados en el cuadro anterior.

91

5.2.3 ANÁLISIS POR EL MÉTODO DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X

POR REFLEXIÓN TOTAL DE EXTRACTOS DIGESTADOS

En el siguiente cuadro se reportan los resultados obtenidos en el análisis por

Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total de los extractos digestados para

determinar la presencia o ausencia de aluminio y plomo, en donde:

(+): Indica la presencia de una cresta visible en el espectro que confirma la

posible presencia del metal (aluminio o plomo) en el extracto.

(-): Indica la ausencia de las crestas correspondientes a los metales en estudio

(aluminio o plomo) descartando la posible presencia en el extracto.

Cuadro N° 11. Resultados del análisis de aluminio y plomo en los extractos digestados de ollas de aluminio

Nº Código de Muestra Aluminio Plomo

1 ALS-N15E1 - - 2 ALS-U15E1 - - 3 ALC-U15E1 - - 4 Blanco - -

Después de obtener los resultados de las pruebas cualitativas se procedió a

realizar el análisis cuali-cuantitativo por el Método de Fluorescencia de Rayos X

por Reflexión Total y se realizaron solamente 3 análisis, para los extractos que

se encuentran definidos en el cuadro Nº 12. Se utilizó además estándares de

referencia de Agua de Estuario para metales en traza, que contiene 0.27 mg/L

de plomo, el cual resultó positivo dando una línea de emisión característica para

dicho metal.

92

Se realizaron los análisis de 3 extractos digestados inicialmente y debido a que

no presentan líneas de emisión con un área significativa para que pueda ser

cuantificada por el método de fluorescencia de rayos x por reflexión total para

los metales aluminio y plomo, no se continuaron efectuando los análisis de los

siguientes extractos.

A continuación se presentan los espectros resultantes de cada uno de los

análisis:

93

Figura Nº 16. Espectro de Extracto Digestado de Muestra de sartén de aluminio.

Código analizado: ALS-U15E1

En general se observa una elevación de la base del espectro, efecto que puede

estar influyendo en la prolongación de la escala lineal de la energía, lo cual

dificulta observar el área bajo la curva para el aluminio.

Este efecto de elevación de línea base se debe al efecto de retrodispersión del

rayo x de excitación.

94

Figura Nº 17. Espectro de Extracto Digestado de Muestra de sartén de aluminio.

Código analizado: ALS-N15E1

Nuevamente se observa una elevación de la base del espectro, efecto que

puede estar influyendo en la prolongación de la escala lineal de la energía, lo

cual, como se indica en el espectro, no se observa el área bajo la curva para el

aluminio (Al).

95

Figura Nº 18. Espectro de Extracto Digestado de Muestra de sartén de aluminio.

Código analizado: ALC-U15E1

Nuevamente se observa una elevación de la base del espectro, efecto que

puede estar influyendo en la prolongación de la escala lineal de la energía, lo

cual, como se indica en el espectro, no se observa el área bajo la curva para el

aluminio (Al). Aun modificando el tipo de escala, de lineal a logarítmica, no se

observa ninguna mejora en el resultado 0.5 L

96

5.3 RESULTADOS DEL ANÁLISIS POR MEDIO DE

ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCIÓN ATÓMICA.

Al analizar por medio del método de Fluorescencia de Rayos x por Reflexión

Total los extractos obtenidos por las diversas metodologías no se mostraron

resultados cuantificables de la presencia de los metales en estudio. Por esta

razón se decidió utilizar el método analítico específico: Espectrofotometría de

Absorción Atómica con Detector de Llama para la determinación de aluminio.

Los extractos seleccionados para este análisis corresponden a los obtenidos de

las ollas de aluminio, tomando en cuenta las variables de estudio, considerando

los 2 tiempos de uso de las ollas y 2 tiempos de cocción (30 y 120 minutos)

Resultado del análisis se presentan en el Anexo 13 las tablas de datos crudos y

gráficos obtenidos de las lecturas del equipo, cuya emisión la realiza el software

del equipo y a continuación se presentan los cuadros con los resultados

promedios de cada uno de los extractos:

97

Cuadro Nº 12. Tabulación de Resultados de Análisis de Extractos Sólidos por Espectrofotometría de Absorción Atómica

Marca Código de Muestra

Datos individuales Concentración

de Al (lectura del equipo)

(mg/L)

Promedio de la Concentración de Al

(lectura del equipo) (mg/L)

0.133 0.519 ALS-N120E1

0.881

0,511

0.239 ALS-U120E1 0.526

0,383

0.255 0.374 0.382 0.417

ALSASA

ALS-U30E1

0.599

0,405

0.539 0.492 0.277

ALC-N120E1

0.731

0,510

1.214 ALC-U120E1 1.951

1.583

10.680

ALCAM

ALC-N30 E1 11.210

10.945

En el cuadro Nº 12 se presentan los datos individuales resultantes del análisis

para los extractos de ollas de aluminio, así como los promedios de los mismos,

dicho promedio es el que se utilizó para efectuar los cálculos respectivos.

98

Cuadro Nº 13. Resultados de concentraciones obtenidas por análisis de Espectrofotometría de Absorción Atómica

Marca Código de Muestra

Volumen de agua utilizado

para obtener el extracto

Peso (mg)

Concentración de Al

(lectura del equipo)(mg/L)

Concentración de Al en extracto

analizado (0.1g) (mg/L)

Concentración de Al en

cantidad total del extracto

(mg/L)

ALS-N120E1 2 L 705.3 0.511 0,051 0,360

ALS-U120E1 2 L 648.1 0.383 0,038 0,248 ALSASA ALS-U30E1 1L 376.3 0.405 0,041 0,152

ALC-N120E1 2 L 716.5 0.510 0,051 0,365

ALC-U120E1 2 L 652.3 1.583 0,158 1,033 ALCAM ALC-N30 E1 1L 462.0 10.945 1,095 5,057

Cuadro Nº 14. Resultados de las concentraciones por litro de agua obtenidas por análisis de Espectrofotometría de Absorción Atómica

Marca Código de Muestra

Concentración de Al por Litro de agua utilizado

(mg/L) ALS-N120E1 0,180

ALS-U120E1 0,124 ALSASA ALS-U30E1 0,152

ALC-N120E1 0,183

ALC-U120E1 0,516 ALCAM ALC-N30 E1 5,057

99

CÁLCULOS

Para obtener los datos de Concentración de aluminio en el extracto se utilizó la

metodología siguiente:

− Concentración de Aluminio en muestra del extracto sólido sometido a

análisis

La dilución se realizó:

0.1 g de extracto sólido 100 mL ≡ (0.1 L)

Factor de Dilución = 0.1

Cantidad de Aluminio en 0.1 g de Extracto = Concentración en mg/L x FD

Donde:

Concentración en mg/L = es la lectura dada por el equipo

FD = Factor de Dilución

Cantidad de Aluminio en 0.1 g de Extracto sólido = 0.511 mg/L x 0.1

Cantidad de Aluminio en 0.1 g de Extracto sólido = 0.051 mg

− Concentración de Aluminio en Extracto Sólido

Cantidad de Al en Extracto sólido (mg) =

Cantidad de Aluminio en 0.1 g de Extracto x Peso de Extracto Sólido

Peso del extracto sometido a análisis

100

Cantidad de Al en Extracto sólido (mg) =

Cantidad de Al en Extracto sólido (mg) = 0.360 mg en el extracto obtenido por 120 minutos

(2 Litros de agua)

− Concentración de Aluminio por litro de agua

Conc. de Al por 1L de Agua =

Conc. de Al por 1 L de agua =

Concentración de Al por 1 L de agua = 0.180 mg/L

En los cuadros Nº 13 y Nº 14 se presentan los resultados obtenidos para los

extractos analizados por el método de Espectrofotometría por Absorción

Atómica. Se sometieron a dicho análisis, extractos del tiempo máximo de

cocción (120 minutos) y del tiempo mínimo de cocción (30 minutos), de cada

una de las marcas (ALSASA y ALCAM) y para cada uno de los tiempos de uso

(Nuevas y Usadas); esto se efectuó así, con el objetivo de evaluar los

resultados contemplando todas las variables utilizadas en el estudio.

100 mg

0.051 mg x 705.3 mg

2 L

0.360 mg

Cantidad de Aluminio en el Extracto sólido

Volumen de agua utilizado para la extracción

101

En el cuadro Nº 13 se exponen los resultados de las concentraciones de

aluminio dadas por las lecturas del equipo, así como las concentraciones finales

para cada extracto, considerando factor de dilución empleado en el análisis.

En el cuadro Nº 14 se presentan las concentraciones de aluminio por litro de

agua empleado para obtener el extracto.

Al comparar los resultados obtenidos contra lo establecido por “Guidelines for

Drinking Water Quality OMS, 1996”, al igual que la Norma Salvadoreña

Obligatoria NSO 13.07.01.04 (8) (Ver Anexo 14 y 16) la concentración de

aluminio permisible en agua potable que es de 0.2 mg/L, se obtiene que los

extractos que se salen de dicha especificación, corresponden a: Extracto

obtenido a 120 minutos de Olla marca ALCAM Usada (ALC-U120E1) y Extracto

obtenido a 30 minutos de Olla marca ALCAM Nueva (ALC-N30E1). Lo que

indica que hay una tendencia que se esté consumiendo cantidades de aluminio

arriba de los niveles permisibles para el consumo humano, independientemente

el tiempo de cocción al que sea sometido el alimento.

Los niveles de toxicidad del aluminio reportados en una investigación realizada

en los Estados Unidos (6), los cuales son

Toxicidad Baja de 1 a 10 ppm de aluminio

Toxicidad Mediana de 10 a 30 ppm de aluminio

Toxicidad Alta de 30 o más ppm de aluminio (10)

102

De acuerdo a esos niveles de toxicidad, al compararlos con los resultados

obtenidos por litro de agua, se establece que únicamente el extracto ALC-N30 E1

posee un nivel de concentración de aluminio correspondiente a una toxicidad

baja, pero este metal por tener un efecto acumulativo en el organismo,

representa un factor de riesgo para la presencia de enfermedades como:

degeneración ósea, anemia, enfermedades gastrointestinales que no poseen un

origen definido y posiblemente Alzheimer.

En cuanto a la poca reproducibilidad de los datos obtenidos conviene indicar

que éstos varían en función de las concentraciones a detectar en la muestra.

No es lo mismo estudiar un analito que contenga un componente mayoritario

que puede estar en el orden de gramos o g/L, que sustancias que pueden

aparecer al estado de trazas, como es el caso de los contaminantes como el

aluminio donde la concentración puede estar en el orden de ppm (µg/mL) e

incluso ppb (ng/L).

En este sentido, Kolthoff y Horwitz(4) indican diferentes coeficientes de variación

(CV) en función del porcentaje de análisis de la muestra.

103

Tabla Nº 3. Máximos de Coeficientes de Variabilidad (CV) permitidos en análisis de elementos en traza según Kolthoff y Horwitz.

Según estos autores, para el elemento aluminio que se encuentra en el limite de

0.2 ppm (0,0002%) como máximo admitido por las regulaciones internacionales

para el agua potable. Para Kolthoff no hay límite de CV, por lo cual de justifica

los Coeficientes de variación o RSD que se están manejando en los resultados

obtenidos en ésta investigación.

Por ser la Organización Mundial de la Salud (OMS) una entidad reguladora

internacional, y al evaluar que el límite permisible de Aluminio para agua

potable es igual al dado por la Norma Salvadoreña Obligatoria, se decide tomar

la primera como referencia en esta investigación.

104

VI. CONCLUSIONES

6.0 CONCLUSIONES

6.1 Los extractos sólidos de las ollas se obtuvieron por el método de

Evaporación y los extractos digestados de las sartenes por el método

Digestión por Microondas, lo que permitió que los análisis cualitativos y

cuantitativos se llevaran a cabo sin ningún tipo de interferencias.

6.2 Se identifico la presencia del elemento: Aluminio, a través de pruebas

preliminares de coloración y precipitación. El plomo no se logró identificar

con ningún método.

6.3 No fue posible determinar la presencia de aluminio en los extractos

analizados por el Método de Fluorescencia de Rayos X por Reflexión Total,

debido a: Baja producción de Fluorescencia del elemento aluminio,

disipación de la señal en el ambiente antes de llegar al detector y por la

presencia de otros elementos en los extractos.

6.4 En las ollas y sartenes de aluminio ALSASA y ALCAM no se encuentra

presente el plomo, lo cual fue comprobado por el método de Rayos X por

Reflexión Total que posee una alta sensibilidad para la determinación de

este metal.

6.5 Los extractos obtenidos de las muestras nuevas desprenden mayor

cantidad de aluminio a los medios de cocción que las usadas, tanto

ALSASA como ALCAM, debido a que el recubrimiento que poseen al

finalizar su proceso de fabricación se mantiene hasta su primer enjuague

106

6.6 Todos los extractos de ollas presentaron lecturas de concentración de

aluminio, pero la muestras de ollas ALCAM resultaron con mayores

cantidades de aluminio en sus extractos que las ollas ALSASA.

6.7 Según lo establecido por “Guidelines for Drinking Water Quality OMS,

1996”, el límite permisible para agua potable es de 0.2 mg/L, los extractos:

ALC-U120E1 (Olla ALCAM usada) y ALC-N30E1 (Olla ALCAM nueva) se

salen de dicha especificación, lo que indica que hay una tendencia que se

esté consumiendo cantidades de aluminio arriba de los niveles permisibles

para el consumo humano, independientemente del tiempo cocción al que

sea sometido el alimento.

6.8 El consumo del aluminio en los alimentos puede ocasionar enfermedades

como: degeneración ósea, anemia, enfermedades gastrointestinales que no

poseen un origen definido y Alzheimer, que posiblemente no se presenten a

corto plazo, pero este metal tiene un efecto acumulativo en el organismo,

por lo que representa un factor de riesgo alto utilizar los recipientes de las

marcas estudiadas.

107

VII. RECOMENDACIONES

7.0 RECOMENDACIONES

7.1 Para futuros estudios de metales utilizar el método de Espectroscopia de

Absorción Atómica con Horno de Grafito, debido a que este método detecta

concentraciones de elementos en traza.

7.2 Para un estudio posterior se debe llevar a cabo con mayores tiempos de

cocción, así como utilizar alimentos para realizar las extracciones, con el fin

de comprobar su influencia directa en el desprendimiento de aluminio de las

ollas y sartenes hacia el alimento e investigar la cantidad de aluminio que

se adhiere a ellos y analizarlo por Absorción Atómica.

7.3 Se debe realizar estudios similares utilizando otras marcas de ollas y

sartenes de aluminio que se encuentran en el mercado. Además, estudiar

utensilios de otros materiales como: teflón, peltre, entre otros.

7.4 A la población en general se le indica no utilizar recipientes de aluminio

para cocinar, debido al desprendimiento de aluminio, en donde los niveles

de toxicidad representan un factor de riesgo alto para la salud

7.5 En la preparación de alimentos que necesiten condimentar con limón, sal

común y vinagre, no usar utensilios de aluminio, ya que proporciona el

medio ideal para la extracción de los metales que forman parte de su

revestimiento.

109

BIBLIOGRAFÍA

1. Ayres G.H. 1970, Análisis Químico Cuantitativo. México D.F. Editoriales

del Castillo. p. 249

2. Cala J.A. 1945. MEDICINA LEGAL Y TOXICOLOGÍA. 5ª Edición.

Editorial Masson. Páginas: 60 – 64, 45 – 50.

3. Curci, Osvaldo H.1994. TOXICOLOGÍA. 2ª Edición. Libreros López

Editores. Páginas: 12 - 20

4. De la Rubia Comos, JM. 2001. Determinación de Aluminio en líquidos

concentrados de hemodiálisis por Espectrofotometría de Absorción

Atómica, Memoria para optar al grado de Doctor, Madrid, España.

Universidad Complutense de Madrid.

5. Facultad de Química y Farmacia. Manual de Química Legal y Análisis

Toxicológico. Facultad de Química y Farmacia. Universidad de El

Salvador. 2004

6. Larreynaga de Torres, R. G., 1988. Determinación por absorción atómica

del contenido total de plomo por agotamiento en loza vidriada en medio

ácido y medio alcalino, Tesis. Lic. Químico Farmacéutico, San Salvador,

El Salvador. Universidad Nueva San Salvador.

7. Mendoza Serrano, F. J. 1978. Determinación por absorción atómica de

niveles de contaminación por plomo en aguas potables de El Salvador.

Tesis. San Salvador. El Salvador. Universidad de El Salvador

8. MSPAS (Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social). 2006. Norma

Salvadoreña Obligatoria NSO 13.07.01.04 Agua. Agua Potable. Diario

Oficial Tomo No. 370, número 23. El Salvador

9. United States Pharmacopeial Convention, Inc. USP XXV. 2003. “The

Official Compendia of Standars”. Canadá, 2003. Página 1042

10. http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs.htlm

11. http://www.bvsde.ops.oms.org/bvsatr/fulltext/tratamiento/manualI/tomoI/u

no.pdf

12. http://infoleg.mecon.gov.ar/txtnorma/dto202-2003-54.htmv

13. http://media.payson.tulane.edu:8086/spanish/envsp/Vol341.htm

14. http://www.minem.gob.pe/archivos/dgm/publicaciones/curso_taller/auditor

io/Metales_archivos/frame.htm

15. http://www.oico.com

16. http://ponce.inter.edu/cai/reserva/jvelazquez/metoxico.htm

17. http://www.proyectosfindecarrera.com/intoxicacion.htm

18. http://www.unl.edu.ar/eje.php

ANEXOS

Anexo Nº 1.

Tabla de Energías de emisión de rayos X (Kev) (12)

Anexo Nº 2.

Material y equipo utilizado en la obtención de extractos acuosos y

oleosos

Extractos Acuosos de Ollas de Aluminio

MATERIAL

− Agitador de vidrio

− Beakers de 600 mL

− Cuchara de Madera

EQUIPO

− Cocina de gas

Extractos Oleosos de Sartenes de Aluminio

MATERIAL

− Agitador de vidrio

− Cuchara de Madera

− Frasco de vidrio ámbar de 120 mL

EQUIPO

− Cocina de gas

Material y equipo utilizado para efectuar el tratamiento de extractos

acuosos y oleosos

Acuosos:

MATERIAL

− Agitador de vidrio

− Beakers de 30 mL

− Frasco de vidrio ámbar

− Malla de asbesto

EQUIPO

− Balanza Analítica

− Desecador de Silica Gel

− Estufa

− Hot plate

Oleosos:

MATERIAL

− Agitador de vidrio

− Beakers de 10 mL

− Frasco de vidrio ámbar

− Probeta de 10 mL

EQUIPO

− Balanza Analítica

− Sistema de Digestión por

Microonda. O.I.A. Analitical

Anexo Nº 3.

Ilustración del Equipo de Digestión por Microondas y sus componentes

Figura Nº 19. Equipo de Digestión por Microondas

Extractor de gases

Controles principales

Compuerta

Figura Nº 20. Equipo de Digestión por Microondas

Figura Nº 21. Vasos de teflón en soporte

Soporte de los vasos de

teflón

Soporte de los vasos de

teflón con espacio para 6

vasos de teflón.

Mangueras de

extracción de vapor

Figura Nº 22. Vaso de teflón.

Figura Nº 23. Piezas vaso de teflón

Tapa

Cuerpo

Membrana transparente o

disco de seguridad

Tapa del vaso

Anexo Nº 4.

Parámetros del equipo propuestos por el fabricante para la Digestión por

Microonda de Extractos oleosos. Aceite vegetal

Figura Nº 25. Parámetros de Digestión por microonda propuestos por el fabricante para aceite vegetal

Anexo Nº 5.

Parámetros finales del equipo aplicado para la Digestión por Microonda de

Extractos oleosos. Aceite vegetal

Figura Nº 26. Parámetros de Digestión por microonda desarrollado por el técnico en el área para aceite vegetal

Anexo Nº 6.

Certificado de Análisis de solución estándar de Aluminio 1000 mg / L

Anexo Nº 7.

Certificado de Análisis de Estándar que contiene Plomo. Agua de

Estuario para metales en traza.

Anexo Nº 8.

Material y equipo utilizado en la determinación de Aluminio en los

extractos sólidos y oleosos por el método de Fluorescencia de Rayos

X por Reflexión Total.

MATERIAL

− Agitador mecánico

− Balanza Analítica

− Balón volumétrico de 25.0 mL

− Beaker de 10 mL

− Pipeta volumétrica de 5 μL

EQUIPO

− Espectrofotómetro de Rayos X, el cual está compuesto por los

componentes siguientes:

Nombre del dispositivo Marca

− Tubo de Rayos X Siemens − Módulos electrónicos (Amplificador,

Fuente de alto voltaje)CAMBERRA

− Analizador Multicanal (MCA) AMPTEC − Programa (Software para

cuantificación ) QXAS

Anexo Nº 9.

Ilustración del Espectrofotómetro de Rayos X

Figura Nº 27. Espectrofotómetro de Rayos X

Figura Nº 28. Colector de muestra del Espectrofotómetro de Rayos X

Colector de muestra

Gas Nitrógeno

Anexo Nº 10.

Material y equipo utilizado en la determinación de Aluminio en los

extractos sólidos por el Método de Espectrofotometría de Absorción

Atómica

MATERIALES

− 6 balones volumétricos ámbar de 100 mL

− 1 erlenmeyer de 250 mL

− 1 Beaker de 250 mL

− 1 probeta de 100 mL

− 1beaker de 400 mL

− Agitador de vidrio

− 1 balón volumétrico de 1000.0 mL

− 1 agitador de vidrio

− 6 pipetas volumétricas con volumen de (5.0, 10.0, 15.0, 20.0, 25.0)

− 1 Agitador mecánico

EQUIPO

− Perkin Elmer 3110 Atomic Absorption spectrometer

Anexo Nº 11.

Preparación de curva de calibración de Aluminio para el análisis por el

Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica

SOLUCIÓN PATRON (100 ppm)

1. Se tomo una alícuota de 10.0 mL de estándar de Aluminio a 1000 ppm

con pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

ESTANDAR 5 ppm

1. Se tomo una alícuota de 5.0 mL de solución patrón (100 ppm) con

pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

ESTANDAR 10 ppm

1. Se tomo una alícuota de 10.0 mL de solución patrón (100 ppm) con

pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

ESTANDAR 15 ppm

1. Se tomo una alícuota de 15.0 mL de solución patrón (100 ppm) con

pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

ESTANDAR 20 ppm

1. Se tomo una alícuota de 20.0 mL de solución patrón (100 ppm) con

pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

ESTANDAR 25 ppm

1. Se tomo una alícuota de 25.0 mL de solución patrón (100 ppm) con

pipeta volumétrica.

2. Se colocó en balón volumétrico ámbar de 100.0 mL, aforando con HCl

al 10%

Esquemas de diluciones

Figura Nº 29. Esquema de dilución de solución patrón de Aluminio (100 ppm)

Figura Nº 30. Esquema de dilución de soluciones de estándares para curva de calibración

Alícuota 5.0 mL

Sln. Patrón Aluminio 100 ppm

Aforar a 100.0 mL Estandar a 5 ppm

Alícuota 10.0 mL

Estándar Aluminio 1000 ppm

Aforar a 100.0 mL Sln. Patrón Aluminio 100 ppm

Anexo Nº 12.

Ilustración de Espectrofotómetro de Absorción Atómica

Figura Nº 31. Espectrofotómetro de Absorción Atómica Perkin Elmer 3110

Anexo No 13

Resultados en datos crudos y gráficos del análisis de extractos sólidos

por Espectrofotometría de Absorción Atómica

RESULTADOS DE CURVA DE ESTÁNDARES DE ALUMINIO

Anexo Nº 14. Criterios de Calidad del agua potable según OMS. (16)

Figura Nº 32. Criterios de Calidad del agua potable según OMS (16)

Anexo Nº 15.

Preparación de reactivos(5)

- Ácido Nítrico al 30% v/v

Medir con una pipeta (usar perilla) 30 mL de Ácido Nítrico concentrado y

agregar en un frasco volumétrico de 100.0 mL, llevar a volumen con agua

destilada.

* Almacenar en frasco de vidrio.

- Ácido Sulfúrico al 5% v/v

En un beaker de 150 mL depositar 95 mL de agua destilada a 25 ºC y agregar

cuidadosamente 5 mL de Ácido Sulfúrico concentrado, agitar.

* Almacenar en frasco de vidrio.

- Cromato de potasio al 10% p/v

Pesar 10g de cromato de potasio y disolver en 80 mL agua destilada en un

beaker de 150 mL. Transferir a un balón volumétrico de 100.0 mL y llevar a

volumen con agua destilada.

- Hidróxido de amonio (Agua Fuerte de Amoniaco)

Es una solución saturada de Amoniaco (NH3) en agua destilada. 28.0% de

pureza.

- Hidróxido de potasio al 10% p/v

Pesar (en balanza granataria) 10g de hidróxido de potasio en perlas y disolver

en 80 mL de agua destilada en un beaker de 150 mL. Transferir a un balón

volumétrico de 100.0 mL y llevar a volumen con agua destilada.

- Hidróxido de sodio al 10% p/v

Pesar (en balanza granataria) 10g de hidróxido de sodio en perlas y disolver en

80 mL de agua destilada en un beaker de 150 mL. Transferir a un balón

volumétrico de 100.0 mL y llevar a volumen con agua destilada.

* Almacenar en frasco plástico.

- Hidróxido de sodio al 30% p/v

Pesar (en balanza granataria) 30g de hidróxido de sodio en perlas y disolver en

80 mL de agua destilada en un beaker de 150 mL. Transferir a un balón

volumétrico de 100.0 mL y llevar a volumen con agua destilada.

* Almacenar en frasco plástico.

- Hidróxido de sodio Solución Reactivo. (TS)

Pesar (en balanza granataria) 4.3g de hidróxido de sodio en perlas y disolver en

80 mL de agua destilada en un beaker de 150 mL. Transferir a un balón

volumétrico de 100.0 mL y llevar a volumen con agua destilada.

* Almacenar en frasco plástico.

- Solución Reactivo de amoniaco (Amonio TS)

Este contiene entre 9.5 y 10.5% de Amoniaco. Preparar por dilución de 400 mL

de Agua Fuerte de Amonio con suficiente agua hasta hacer 1000 mL.

- Yoduro de potasio al 10% p/v

Pesar 10g de yoduro de potasio y disolver en 80 mL de agua destilada en un

beaker de 150 mL. Transferir a un balón volumétrico de 100.0 mL y llevar a

volumen con agua destilada.

* Almacenar en contenedores resistentes a la luz.

Anexo No 16.

Requisitos de Calidad Físico-Químicos del agua potable. Valores para sustancias químicas de tipo inorgánico de alto riesgo para la salud. Norma

Salvadoreña Obligatoria NSO 13.07.01.04 Agua. Agua potable (8)

Tabla 4 Valores para sustancias químicas

de tipo inorgánico de alto riesgo para la salud

PARÁMETRO LIMITE MÁXIMO PERMISIBLE (1)

mg/l Arsénico 0.01

Bario 0.70 Boro 0.30

Cadmio 0.003 Cianuros 0.05

Cromo (Cr+6) 0.05 Mercurio 0.001 Níquel 0.02

Nitrato (NO3) (2) 45.00 Nitrito (Medido como Nitrógeno) 1.00

Molibdeno 0.07 Plomo 0.01 Selenio 0.01

1) Sujeto a mayores restricciones

2) Dado que los nitratos y los nitritos pueden estar simultáneamente presentes en el agua de

bebida, la suma de las razones de cada uno de ellos y su respectivo límite máximo permisible no

debe superar la unidad, es decir

NO3 + NO2 LMP.NO3 LMP.NO3